我国今存上古典章文献类编的《尚书》中的《禹贡》篇最早出现“南海”之名，接着《诗·江汉》也出现“南海”之名，云：“于疆于理，至于南海”，但其确实情况不详，其范围同后世所讲的南海不一致。

到秦始皇23年（前214年），秦统一岭南（也称陆梁地），在今广东地区设置南海郡，临南海边缘，自然对其附近海域实行政治管理和防守。1992年，我国学者在南沙群岛最大岛屿——太平岛上，发现了秦汉米字压印纹硬陶片，表明上古时代中国人最早发现南沙群岛。

西汉后东海方位既别有定域，从此时起史书所称的南海才相当于今天的南海。

西汉时期，汉武帝在地处南海海域的海南岛置珠崖、儋耳二郡，更注意对南海的防守，而当时周围尚无今日南海周边各国。

东汉人杨孚著《异物志》，已对当时或以前中国人对南海及南海诸岛的认识做了原始性的地理记载：“涨海崎头，水浅而多磁石”，徼外大舟，锢以铁叶，值之多拔，第一次称南海为“涨海”，并将南海诸岛泛称为崎头，将南海暗礁、暗滩、沙洲等称为磁石，意思是南海岛礁水浅并且礁滩多，船舶航行到这里像被磁石吸住一样，难以脱身。

三国时期，东吴孙权派朱应、康泰出访东南亚各国，前后历时数十年，船队航经南海抵达过越南、柬埔寨和南洋群岛等地，也曾到过今天菲律宾境内的臣延、耽兰和杜薄，与这些国家建立了友好关系。康泰回国后根据经历所写成的《扶南传》，对南海诸岛的地理情况作了准确的记载。这本书虽然早已亡佚，但裴松之注《三国志》时有所引述，《晋书》中也有提及。

从南海诸岛发现的考古遗存看，隋唐时期，中国人在西沙群岛和南海其他岛屿上有大量活动。

从文字记载看，隋炀帝时，曾派常骏、王君政等经南海海域抵达赤土国；《旧唐书·地理志》明确记载：“振州（今海南三亚）……南至大海……东南至大海二十七里，西南至海千里”，其所指范围包括南海及其诸岛。唐代段成式《酉阳杂俎》记载：西南沙群岛上，饮用水很少，于是当地人就摘椰果吸汁解渴。

唐开元十二年（公元724年），由僧一行等人主持的子午线测量，南至范围达南海及南海诸岛，并曾在南海上观测有关星座进行测理。

此时，中国人对南海诸岛的认识逐步加深，对南海诸岛的命名也由“涨海崎头”这一泛称逐渐演变为对东、西、中、南沙群岛的专有命名，并列入中国版图。如将西沙群岛称作“象石”、“九乳螺州”、“七洲”，将东沙群岛称作“珊瑚洲”，将中沙群岛称作“石塘”、将南沙群岛称作“万里石塘”等。

南宋赵汝适《诸蕃志》成书，指出：“贞元五年(公元789年)以琼为督府，今因之。…至吉阳(今三亚市)，乃海之极，亡复陆涂。外有州，曰乌里，曰苏吉浪，南对占城，西望真腊，东则千里长沙、万里石床，渺茫元际，天水一色”，这里不但指出了千里长沙、万里石床是我国的南海诸岛，而且也说明，早在唐代已经将西南中沙群岛划归海南岛的振州(宋时改为吉阳军)管辖。

元代，据记载，至元二十九年（1292年）元皇帝派遣大将史弼领兵5000，远征爪哇。该舰队经西沙海域，可能对包括今南沙海域发动进攻；虽未达目的，但这是中国古代人民对于征服南海迈出的一大步。我国著名天文学家郭守敬曾奉元世祖之命，在至元十六年（1279年）主持全国性“四海测验”，往南海某岛屿上观测其纬度，并取得卓越成果。这在天文测量史上和南海开发史上均是大事。

早在西汉时期，中国人就已经开始在南海航行，发现一群珊瑚岛礁，这就是今天的南沙群岛。三国时期，万震所著的《南洲异物志》和康泰所著的《扶南传》，都有关于南沙群岛地貌特征的记述。唐代以后，中国人越来越多地到达这一带海域从事捕捞活动，中国历代政府也随之对南沙群岛进行管辖。

明朝建立以后，政府采取一系列恢复和发展生产的措施，推动了明初社会经济的全面繁荣。到永乐年间，造船业和航海业达到鼎盛时期，为南下西洋提供了物质条件。

1405年，郑和舟师扬帆远航，揭开了七下西洋的序幕。至宣德八年（1433年）闰十二月初九，郑和共7次率部远航，历时28年。中国战船在“鲸波接天，浩浩无涯”的南沙群岛海域“云帆高张，昼夜星驰”，“涉沧溟十万余里”，“若履通衢”。

后来，明朝一本关于海产和地理的名叫《海语》的书籍也相当清楚地描述了这两个群岛的位置。该书清楚地写道，“万里长沙”位于‘万里石塘’的东南方。这一描述与南沙群岛确实位于西沙群岛东南方的事实一致。郑和下西洋取得的成就是多方面的，其中最主要的是在航海方面。

在南沙群岛，郑和对地理环境进行核治、定位和命名，使中国政府对南沙群岛的主权得到实质性的佐证，巩固了对南沙群岛拥有的主权。今天南沙群岛中的郑和群岛，就是为纪念郑和的航海业绩而命名的。

当时，南沙群岛周边国家没有远航能力，不可熊发现南沙群岛的诸多岛礁，更谈不上拥有主权。时至清代，有关我国南海诸岛主权与归属的记载已不绝于书。

从清初流传于民间的《更路簿》看，其中记录了南沙群岛73个地名及其方位。

《更路簿》，又称《南海更路经》，是海南民间以文字或口头代代相传的南海航行路线知识。它详细记录了南海岛礁名称、准确位置和航向、距离以及岛礁特征，是海南渔民祖祖辈辈在南海航海实践中传承下来的经验总结。在《更路簿》中，海南渔民用本地俗语，为南海上的岛、礁、沙进行命名，如把永兴岛称为“猫注”，把南威岛称为“岛仔峙”，把司令礁称为“目镜铲”，把安达礁称为“银饼”，把仙宾礁称为“鱼鳞”等。虽然地名是用海南方言拼写的，但外国人据此拼写标注在他们出版的航海图上。

清康熙《琼州府志》中已将南沙群岛籍入中国版图；康熙四十九年至五十一年间（1710～1712年），广东水师副将吴陛曾率领水师巡视西沙群岛海域。雍正时高凉总兵陈伦炯著《海国闻见录》，内附有《四海总图》，是现在能见到的关于南海诸岛较早的地图，明确把南海诸岛划分为四大群岛，并为以后各类著作所转载。

乾隆《泉州府志》记载：“吴陛，……擢广东副将，调琼州。自琼崖，历铜鼓，经七洲洋（今西沙群岛海域）、四更沙，周遭三千里，躬目巡视，地方宁谧。”当时西沙群岛海域由广东省海军负责巡逻。道光《琼州府志》明确指出：“万州有千里石塘、万里长沙，为琼洋最险处”。宣统元年（1909年）四月，两广总督张人骏派遣广东水师提督李准率领海军官兵170多人前往西沙群岛视察，逐岛查勘，并在永兴岛上升旗鸣炮，重申我国对西沙群岛的主权。

然而，在这之后的历史中，南沙群岛多次被越南、菲律宾、马来西亚等周边国家侵占，关于南海的主权问题逐渐引起争议。

1840年鸦片战争以后，中国逐步沦为半殖民地半封建社会，南海诸岛主权屡受侵犯。中国地方政府和一些爱国知识分子为维护南海诸岛主权，以各种方式进行了长期的斗争。

1883年，德国人就到西沙、南沙群岛进行调查测量，在中国政府抗议下，不得不停止。

1933年7月，法国非法占领南沙群岛中的9个小岛。此事件加速了中国政府对海域主权范围的界定及地名公布等工作。

1934年12月，水陆地图审查委员会审定了中国南海各岛礁的中英文地名。

1935年4月，该委员会正式公布并出版《中国南海岛屿图》，详细标注了南海132个岛礁沙滩的名称和所处经纬度。

1936年，白眉初编写的《海疆南展后之中国全图》，以断续国界线的方式标明了东沙群岛、西沙群岛、南沙群岛（今中沙群岛）、团沙群岛（今南沙群岛）疆域。

第二次世界大战期间，日本强占了中国南海诸岛。战后，根据《开罗宜言》和《波茨坦公告》确定的原则，中国政府正式恢复对南海诸岛行使主权。

1946年10月，中国海军在上海成立“前进舰队”，前往西沙群岛、南沙群岛接管主权，中国驻美国大使馆原海军副武官林遵上校受命担任“前进舰队”指挥官。

1946年10月29日晚，由护航驱逐舰“太平”号、猎潜舰“永兴”号、坦克登陆舰“中建”号和“中业”号等4艘军舰组成的“前进舰队”，在林遵率领下，从上海吴淞口出发。

11月4日，抵达广东珠江口，广东省接收专员、省府委员肖次尹和顾问麦蕴瑜一行人上舰。

11月9日，舰队到达海南岛的榆林港。之后，舰队分为两队，林遵亲率“太平”、“中业”两舰奔赴南沙群岛，副指挥官姚汝鈺率“永兴”、“中建”两舰前往西沙群岛，行使收复使命。因受气候影响，林遵两次出航都被风浪压回，最后决定改向西驶，走从越南岘港转向南沙群岛的航线。

12月12日晨，“太平”舰发现一座覆盖着浓密植被的低矮陆地礁盘。经实地勘验和对照海图，确认这就是南沙群岛的主岛—长岛。此时，日本侵略军早已逃之夭夭，林遵带着“太平”舰舰长麦士尧等十几名官兵乘艇上岛。官兵在码头摧毁刻有日本国徽和“大日本帝国”字样的石碑，换上随舰带来的刻有“太平岛”字样的主权碑，并在碑前举行了简短而隆重的升旗和主权接管仪式。随后，“中业”舰舰长李敦谦又将“中业岛”主权碑立在南沙群岛第二大岛铁畸岛上。

林遵还将太平岛以东约7.8海里外的一圆形珊瑚礁以李敦谦的名字命名为敦谦沙洲，用该舰副舰长李鸿麻的名字将太平岛以南13海里的一海岛命名为鸿麻岛。这些名称一直沿用至今。

1947年，国民政府内政部公布了《南海诸岛新旧名称对照表》。同年，出版《南海位置略图》，标明南海海域包括东沙群岛、西沙群岛、中沙群岛、南沙群岛，都属于中华民国领土，在南海诸岛四周画有11条断续国界线。

1948年，内政部方域司司长傅角今主编的《中华民国行政区域图》及附图《南海诸岛位置图》公开出版，成为官方最早正式公开标示南海断续线的地图。

新中国成立后，中央政府郑重宣布拥有南海诸岛主权。1951年8月15日，中国政务院总理兼外交部长周恩来在《关于美、英对日和约草案及旧金山会议的声明》中指出：“西沙群岛和南威岛正如整个南沙群岛及中沙群岛、东沙群岛一样，向为中国领土。”

1992年2月25日，中国政府公布《领海及毗连区法》，重申中华人民共和国的陆地领土包括东沙群岛、西沙群岛、中沙群岛、南沙群岛以及其他一切属于中华人民共和国的岛屿。

1998年6月26日，中国政府公布的《专属经济区和大陆架法》第十四条指出：“本法的规定不影响中华人民共和国享有的历史性权利。”按照国际通行的岛屿制度方案，中国南海断续线内的海域面积约为187万平方公里，此外还可划面积约123万平方公里的管辖海域。