Marineholmen, opprinnelig Koholmen, en øy i Nygårdsstrømmen som ble brukt til beitemark av gården Møhlenpris, fordi det ved lavvann var mulig å gå over til den fra nord. Her ble Norges første biologiske stasjon på initiativ av Fridtjof Nansen opprettet i 1892 – i et lite sveitserhus med en selpark like ved. I den biologiske stasjonen som ble bygd på Marineholmen, fikk Norge sitt første publikumsakvarium, en forløper for Akvariet i Bergen, som ble åpnet på Nordnes 1960. Selparken og akvariet ble store attraksjoner med opp til 14 000 besøkende i året.
Da Marinens aktiviteter tok seg opp under den første verdenskrig, var det ikke lenger mulig å drive feltbiologiske studier med utgangspunkt i stasjonen på Marineholmen. 1917 ble det derfor bestemt at Bergen skulle få en ny biologisk stasjon. Denne ble etablert på Herdla 1922. I 1966 ble Biologisk institutt etablert, og ut fra instituttet vokste det frem to uavhengige forskningsmiljøer som fokuserte på genteknologi og marin molekylærbiologi. Disse to miljøene har gitt opphav til henholdsvis Felleslaboratorium for bioteknologi og Laboratorium for marin moleklærbiologi, som har dannet Molekylærbiologisk institutt. Dette instituttet er nå plassert i Høyteknologisenteret på Marineholmen. I mellomtiden var det den militære historien som satte sitt preg på stedet og fra 1918 ga Marineholmen sitt navn.
Marinebase. I 1818 leide Marinedepartementet en del av holmen og lot oppføre 11 skur for kanonjoller, et åpent båtskur og et vakthus. Stortinget vedtok 1836 å kjøpe hele holmen og opprettet Bergens Marineetablissement 1837 for å bygge kanonsjalupper og ivareta kanonjollene. Skipsbyggeriet kom i gang 1839. Navnet ble 1844 endret til Bergens Værft, og 15 sjalupper og 9 joller sjøsatt 1845. En trebro var fastlandsforbindelse til den ble erstattet med en steinbro 1850. Den tekniske utviklingen førte til at Marineholmens krigsflåte i løpet av få år ble militært sett verdiløs, og båtskurene forfalt. Noen fartøyer ble solgt 1863, de gjenværende ble auksjonert bort 1881. Fra 1894 ble kanon- og torpedobåter stasjonert på Marineholmen, og en rekruttskole opprettet. Med Marineholmen som base dro ekserserskipet Nornen frem til 1903 på tokter i fjordene med vernepliktige, men basen hadde ikke utstyr for teknisk vedlikehold. Først 1905 fikk Marineholmen nye utstikkere for torpedobåter og 8 moderne fartøyer, og 1912 ble et større utbyggingsprogram igangsatt. En administrasjonsbygning (ark. Einar Oscar Schou) ble tatt i bruk 1915. Ny stagnasjon inntraff etter den første verdenskrig, men Marineholmen klargjorde flybåten “Latham” før Roald Amundsens siste ferd 1928, og overhalte undervannsbåten “Nautilus” før polarforskeren Sir Hubert Wilkins’ mislykte ekspedisjon 1931.
Fra 1934 var Marineholmen hovedkvarter for 2. Sjøforsvarsdistrikt. Tyskerne tok over 9. april 1940, og etter en eksplosjonskatastrofe 8. mai, som nærmest jevnet anlegget med jorden, ble installasjonene gjenoppbygd og tjente som base for Bergensavsnittet resten av krigen. Etter krigen var Marineholmen hovedkvarter for Sjøforsvarskommando Vestlandet til den nye hovedbasen Haakonsvern ble tatt i bruk 1962. Redningskorpset Falken hadde deretter området til 1987, da byggingen av Høyteknologisenteret tok til på Marineholmen.