A partir du début du 20e siècle les bassins est du port de Marseille sont jugés insuffisants pour le développement industriel de la ville. Dès 1890 la Chambre de Commerce de Marseille développements cherche à développer les activités industrielles en dehors de la commune et du port de Marseille. Les premiers projets industriels à l'ouest de Marseille sont des aménagements à Port-de-Bouc et Martigues destinés aux raffineries de pétrole et aux usines chimiques (à Port-de-Bouc la Phocéenne en 1889 et Saint-Gobain en 1915, à Lavéra en 1922, etc.). Ce développement se poursuit sur les rives de l'étang de Berre (Raffinerie de Berre en 1931 et de la Mède en 1934). Par la loi du 24 octobre 1919 sur les annexes du port de Marseille, la gestion des installations portuaires de Port-de-Bouc, Caronte et l'étang de Berre est confiée à la Chambre de Commerce de Marseille qui engage dès 1921 des travaux d'adaptation à la grande navigation maritime. Un des premiers projets portuaires est le port pétrolier de Lavéra proposé en 1938 (construction des môles 1, 2 et 3 en 1951, 1953 et 1959). La Chambre de Commerce d'Arles propose un projet de développement portuaire à Port-Saint-Louis du-Rhône qui ne sera finalement pas retenu.

Après la Seconde Guerre mondiale, site de Fos est proposé en 1957 et l'accord est signé le 6 octobre 1961 sur le principe de Grand Port et de développement industriel entre l'étang de Berre et le Rhône. Les acquisitions de terrain sur la commune de Fos-sur-mer et les études préalables ont lieu entre 1962 et 1964 et les travaux d'extension du port de Marseille commencent en 1965. Le Port Autonome de Marseille (PAM) est créé le 1er avril 1966 suite à la loi de 1965 créant les ports autonomes. Le nouvel établissement public de l'Etat prend donc la suite de l'Etat et des Chambres de Commerce de Marseille et d'Arles. L'inauguration officielle de Fos a lieu le 20 décembre 1968. Dans les années 1970 et 1980 de nombreuses sociétés s'implantent sur le site. Le PAM devient en 2008 le Grand Port Maritime de Marseille (GPMM) suite à la réforme portuaire nationale.