Theo Lê Quý Đôn:

Ngày trước, họ Nguyễn có thiết lập đội Hoàng Sa gồm 70 suất, lấy người ở xã An Vĩnh bổ sung vào. Mỗi năm luân phiên nhau đi, tháng giêng nhận giấy làm sai dịch, được cấp phát mỗi người sáu tháng lương, chèo năm chiếc thuyền câu nhỏ ra ngoài biển, phải mất ba ngày ba đêm mới đến đảo. Ở đó họ tha hồ bắt chim, bắt cá mà ăn. Họ thu được những đồ vật của tàu (bị đắm) như gươm và ngựa bằng đồng, hoa bạc, tiền bạc, vòng bạc, đồ đồng, thiếc khối, chì, súng, ngà voi, sáp ong vàng, chiêng, đồ sứ,...Họ còn lượm thật nhiều vỏ đồi mồi, hải sâm và hạt ốc vân. Đến tháng 8 thì họ trở về, và cửa Yêu rồi tới thành Phú Xuân để nạp các thứ lượm được. Sau khi cân, phân loại và định giá mới cho họ bán riêng vài thứ như ốc vân, hải ba và hải sâm. Xong, họ được lãnh bằng để về nhà, những thứ lượm được khi nhiều, khi ít không nhất định, có lần họ cũng phải về không[3]

Một hoạt động khác của hải đội Hoàng Sa thời chúa Nguyễn được ghi chép trong Đại Nam thực lục vào năm 1754:

Mùa thu, tháng 7, dân đội Hoàng Sa ở Quảng Ngãi đi thuyền ra đảo Hoàng Sa, gặp gió dạt vào hải phận Quỳnh Châu nước Thanh. Tổng đốc Thanh hậu cấp cho rồi cho đưa về. Chúa sai viết thư cảm ơn[2]

Việc duy trì hải đội Hoàng Sa được diễn ra liên tục, tới đầu thế kỷ 19 (năm 1816) nhân cuộc đo khoảng cách đường biển giữa các dinh trấn, vua Gia Long đồng thời cũng yêu cầu thủy quân cùng với hải đội Hoàng Sa thăm dò và đo đạc đường thủy tại Hoàng Sa.[4]