ในปี พ.ศ.2513 เกิดกรณีพิพาทเกี่ยวกับชายแดนไทย - กัมพูชาขึ้นบ่อยครั้ง ซึ่งอาจจะเป็นภัยคุกคามต่อประเทศไทยได้ กองบัญชาการทหารสูงสุด (ปัจจุบัน คือ กองบัญชาการกองทัพไทย) จึงมีแนวความคิดว่าในการป้องกันการละเมิดอธิปไตยตามแนวชายแดนด้วยการใช้ กำลังจากหลายหน่วยปฏิบัติงานร่วมกัน จำเป็นต้องมีเอกภาพในการบังคับบัญชา จึงได้มอบความรับผิดชอบการป้องกันชายแดนไทย - กัมพูชา ในเขตจังหวัดจันทบุรี และจังหวัดตราด ให้แก่กองทัพเรือ

กองทัพเรือจึงได้จัดตั้งกองกำลังจันทบุรี - ตราด ขึ้นเมื่อ 28 เมษายน 2513 โดยรวมกำลังหน่วยทหารนาวิกโยธินที่ปฏิบัติการทางบกกับหน่วยเรือหลวงที่ ปฏิบัติการทางทะเล ในพื้นที่จังหวัดจันทบุรี และจังหวัดตราดเข้าด้วยกัน และแต่งตั้งให้ ผู้บัญชาการกรมนาวิกโยธินในขณะนั้น (ปัจจุบัน คือ ผู้บัญชาการหน่วยบัญชาการนาวิกโยธิน) เป็นผู้บัญชาการกองกำลังจันทบุรี - ตราด ในขณะเดียวกันกองทัพเรือ ได้จัดตั้ง กองบัญชาการกองทัพเรือ ส่วนที่ ๒ ขึ้น เพื่ออำนวยการทางด้านยุทธการให้กับผู้บัญชาการทหารเรือ ในการสั่งการต่อหน่วยกำลังรบและหน่วยอื่น ๆ ตลอดจนติดต่อประสานงานโดยตรงกับ ศูนย์อำนวยการร่วมกองบัญชาการทหารสูงสุด และศูนย์ปฏิบัติการที่ปฏิบัติหน้าที่สนามของเหล่าทัพอื่นให้เป็นไปอย่างรวด เร็วและทันต่อเหตุการณ์

8 ธันวาคม 2521 พลเรือเอก กวี สิงหะ ผู้บัญชาการทหารเรือในขณะนั้น ได้จัดตั้ง ศูนย์ปฏิบัติการกองทัพเรือ ขึ้นแทน กองบัญชาการกองทัพเรือ ส่วนที่ 2 มีการขยายขอบเขตหน้าที่และสายการบังคับบัญชาใหม่ เพื่อให้สามารถเสนอแนวความคิดเพื่อให้ผู้บังคับบัญชาตัดสินใจในกรณีเร่งด่วน และในเวลานอกราชการ

1 ตุลาคม 2530 กองทัพเรือให้เสนาธิการทหารเรือเป็นผู้รับผิดชอบศูนย์ปฏิบัติการกองทัพเรือ

1 เมษายน 2551 กองทัพเรือให้ผู้บัญชาการทหารเรือเป็นผู้รับผิดชอบศูนย์ปฏิบัติการกองทัพเรือ

ปัจจุบัน ศปก.ทร. มีศูนย์ต่าง ๆ ในความรับผิดชอบ จำนวน 12 ศูนย์ ได้แก่
1. ศูนย์ควบคุมการป้องกันภัยทางอากาศ กองทัพเรือ (ศปอ.ทร.)
2. ศูนย์อำนวยการปฏิบัติการค้นหาและช่วยเหลืออากาศยานและเรือประสบภัย กองทัพเรือ (ศอชภ.ทร.)
3. ศูนย์ปฏิบัติการชายแดนกับประเทศเพื่อนบ้าน กองทัพเรือ (ศปก.ชท.ทร.)
4. ศูนย์ปฏิบัติการทุ่นระเบิด กองทัพเรือ (ศปท.ทร.)
5. ศูนย์อำนวยการป้องกันและขจัดมลพิษทางน้ำเนื่องจากน้ำมัน กองทัพเรือ (ศอปน.ทร.)
6. ศูนย์บรรเทาสาธารณภัยกองทัพเรือ (ศบภ.ทร.)
7. ศูนย์ประสานการปฏิบัติในการรักษาผลประโยชน์แห่งชาติทางทะเล (ศรชล.)
8. ศูนย์อำนวยการป้องกันและปราบปรามยาเสพติด กองทัพเรือ (ศอ.ปส.ทร.)
9. ศูนย์ไทยอาสาป้องกันชาติในทะเล (ทสปช.ในทะเล)
10. สำนักงานเลขานุการคณะกรรมการพัฒนาเพื่อความมั่นคงในระดับ ศปก.ทร.(สล.พมพ.ศปก.ทร.)
11. ศูนย์ปฏิบัตการข่าวสาร กองทัพเรือ (ศปข.ทร.)
12. ศูนย์อำนวยการลาดตระเวนและช่วยเหลือด้านมนุษยธรรมผู้โยกย้ายถิ่นฐานแบบไม่ปกติในมหาสมุทรอินเดีย กองทัพเรือ(ศอ.ยฐ.ทร.)

หน่วยขึ้นควบคุมทางยุทธการ ประกอบด้วย
1. ทัพเรือภาคที่ 1
2. ทัพเรือภาคที่ 2
3. ทัพเรือภาคที่ 3
4. หน่วยเฉพาะกิจกองเรือยุทธการที่ 401

หน่วยเฉพาะกิจกองทัพเรือที่ศูนย์ปฏิบัติการกองทัพเรือควบคุม อำนวยการ ประสานงาน และกำกับการปฏิบัติ ประกอบด้วย
1. หน่วยเรือรักษาความสงบเรียบร้อยตามลำแม่น้ำโขง
2. หน่วยเฉพาะกิจนาวิกโยธินกองทัพเรือ