Vịnh Bắc Bộ được biết đến trong chiến sử vì sự kiện Tháng 8, 1964, khi Tổng thống Mỹ Lyndon B. Johnson cho rằng lực lượng hải quân miền Bắc Việt Nam đã hai lần tấn công tàu khu trục "Maddox" của Mỹ tại Vịnh Bắc Bộ. Ông đã yêu cầu Quốc hội Mỹ thông qua nghị quyết Vịnh Bắc Bộ nhằm mở rộng chiến tranh Việt Nam và sự tham chiến của Hoa Kỳ. Sự kiện này được gọi là sự kiện Vịnh Bắc Bộ.

Kỳ họp thứ 5 Quốc hội khóa XI (tháng 6 năm 2004) đã thông qua Hiệp định Phân định Vịnh Bắc Bộ phân định đường ranh giới biển giữa Việt Nam và Trung Quốc[1].