1958年秋，山东大学奉命迁至济南，所设9个系中，海洋系、水产系、地质系以及生物系的海洋生物专业、物理系和化学系的部分教研组和直属教研组部分人员留在青岛，以山东大学（青岛）名义继续办学，并建立党委和校务委员会，党政工作的重点是在山大原校址、以留在青岛的部分为基础，筹建一所面向海洋的大学。1959年3月，经中共中央批准，中国第一所海洋高等学府——山东海洋学院成立。曲相升担任院长兼党委书记。学校结束了与山东大学长达30年的共同期。
1960年10月，在《中共中央关于增加全国重点高等学校的决定》中，列出了64所全国重点高校，山东海洋学院被列为13所综合大学之一。由此，学校步入了在曲折中不断开创特色发展道路的历史新阶段。
20世纪60年代初，在国民经济遇到极大困难的情况下，国家仍十分重视海洋科教事业，斥巨资为学校建造了我国第一艘2500吨级的海洋实习调查船——“东方红”号。
1962年学校接收了山东地质学院部分人员和仪器设备，至1965年，学校已发展为6个系、9个专业，为国家输送了大批海洋、水产科技人才，提供了大量急需的海洋、水产科技成果。
这一时期的学科设置为：
1959年3月至1979年11月，共设六个系
海洋水文气象系、水产学系、海洋物理系、海洋化学系、海洋生物学系、海洋地质地貌系（1963年更名海洋地质系）
