为贯彻落实2012年中央1号文件精神，建立协同创新机制，维护我国南海主权和渔业权益，确保科学开发保护三沙海域渔业资源，发展和壮大三沙市海洋经济，三沙市与南海所按照“资源共享、优势互补、务实高效、合作共赢”的理念开展战略合作。2012年12月13日，南海水产研究所与三沙市人民政府签署了战略合作框架协议，共同开展海洋渔业资源开发与保护、战略新兴海洋生物产业发展、热带渔业资源环境科学观测、高新技术成果转化等方面合作。

2016年3月28日，南海所与三沙海蓝蓝珍珠养殖有限公司签订科技合作协议，共同开展海洋生物、增养殖及海洋牧场构建技术等方面合作。

2016年9月6日，南海所与三沙美集渔业开发有限公司签订战略合作协议，在海洋生物繁育、增养殖与海洋牧场构建技术等方面开展合作，重点聚集金枪鱼驯养及人工繁育，珍珠贝和热带海参繁育及增养殖、珊瑚礁修复等领域。