Mặc dù ô nhiễm môi trường biển đã có từ lâu đời nhưng các luật quốc tế quan trọng đã không được ban hành để chống lại sự ô nhiễm đó cho tới thế kỉ XX. Ô nhiễm biển là một mối quan tâm trong một số Công ước của Liên hợp quốc về Luật Biển bắt đầu từ những năm 1950. Hầu hết các nhà khoa học tin rằng các đại dương rất rộng lớn chính vì vậy chúng có khả năng tự pha loãng vô hạn do đó sẽ làm cho sự ô nhiễm trở nên vô hại.

Vào cuối những năm 1950 và đầu những năm 1960, đã có một số tranh cãi về việc đổ chất thải phóng xạ ngoài khơi bờ biển Hoa Kỳ bởi các công ty được Ủy ban Năng lượng Nguyên tử cấp phép vào Biển Ailen từ cơ sở tái chế của Anh tại Windscale, và vào Biển Địa Trung Hải bằng cách Ủy ban Pháp à l'Energie Atomique. Chẳng hạn sau cuộc tranh cãi về Biển Địa Trung Hải, Jacques Cousteau đã trở thành một nhân vật nổi tiếng trên toàn thế giới trong chiến dịch ngăn chặn ô nhiễm môi trường biển. Ô nhiễm môi trường biển đã trở thành tiêu đề quốc tế hơn nữa sau vụ tai nạn tàu chở dầu Torrey Canyon năm 1967 và sau vụ tràn dầu ở Santa Barbara năm 1969 ngoài khơi California.

Ô nhiễm biển là một lĩnh vực thảo luận chính trong Hội nghị Liên hợp quốc về Môi trường Con người năm 1972, được tổ chức tại Stockholm. Năm đó cũng chứng kiến ​​việc ký kết Công ước về ngăn ngừa ô nhiễm biển do đổ chất thải và các vật chất khác, đôi khi được gọi là Công ước London. Công ước London không cấm ô nhiễm môi trường biển, nhưng nó thiết lập danh sách đen và xám cho các chất bị cấm (đen) hoặc do cơ quan chức năng quốc gia quản lý (xám). Ví dụ, xyanua và chất thải phóng xạ mức độ cao đã bị đưa vào danh sách đen. Công ước Luân Đôn chỉ áp dụng đối với chất thải đổ từ tàu biển, và do đó không có gì để điều chỉnh chất thải được thải ra dưới dạng chất lỏng từ đường ống.