Ngày 25 tháng 8 năm 1883, Hòa ước Harmand được ký kết, trong đó điều 8 cho phép thực dân Pháp xây dựng ngọn hải đăng tại mũi Varella.[5] Từ đó hải đăng được chính thức xây dựng vào năm 1890 bởi những kiến trúc sư người Pháp.[3] Sau khi hoàn tất, nó được đưa vào hoạt động trong vòng 55 năm đến khi Thế chiến thứ 2 nổ ra thì bị tạm dừng vận hành. Vào năm 1961, ngọn hải đăng này được Chính quyền Việt Nam Cộng hòa khôi phục nhưng sau đó lại bị hủy bỏ hoàn toàn, đến năm 1995 mới được phục dựng và giữ nguyên hình dạng đến hiện tại.[2]

Hiện ngọn hải đăng mũi Đại Lãnh gồm khối nhà cao 5 m với diện tích 320 mét vuông, dưới nền nhà có bể ngầm chứa nước mưa và trần nhà đặt hệ thống pin mặt trời.[6] Tháp đèn hải đăng là một khối hình trụ thon đều, màu xám, cao 26,5 m so với nền nhà, 110 m so mực nước biển và có thể phát tín hiệu ánh sáng đi xa đến 27 hải lý (xấp xỉ 40 km), giữ nhiệm vụ quan trọng trong việc điều hướng tàu bè trên biển.[7] Đây là ngọn hải đăng xa nhất về phía Đông trên đất liền của Việt Nam.[8][9]