1875年，清政府委派李鸿章筹办北洋海军。李鸿章大量订购外国军舰，为北洋水师的创建奠定了基础。到1881年，北洋水师已成为包括铁甲舰、快船、运输船、鱼雷艇等共25艘舰船组成的舰队。
有船还需建坞，于是在1881年，李鸿章选派马建忠前往旅顺进行勘察，马建忠将船坞选在黄金山下，同年秋，李鸿章亲临旅顺进行勘察，随后派袁保龄为旅顺筑港工程总办。
1881年至1888年为建港一期工程，雇佣德国人汉纳根为顾问。可是到了1888年，"致远"、"靖远"、"经远"等订购的巡洋舰均已开到中国，而船坞尚未完工。
为了加快速度，李鸿章将船坞又全部承包给法国人德威尼。同年12月签订合同，主要工程项目有:修船石坞一座，坞外停泊军舰的石澳，四周条石砌岸，修船辅助工厂九座，大库五座，铁路轨线2700米，起重机架五座，从龙引泉至大坞引自来水到1890年9月全部竣工，共耗白银1，393，500两。
在建船坞的同时，又于1880年首筑黄金山炮台，1886年在旅顺西海岸修筑了威远炮台等保护船坞的岸炮群，1889年以后，修筑椅子山、案子山等三座陆路炮台，在椅子山东南修筑了松树山，二龙山等九座陆路炮台，配备大炮一百门左右。
船坞和岸、陆炮台的建成，使旅顺口成为一个完备的海军基地，为北洋水师的发展壮大奠定了基础，也使旅顺口成为中国近代最好的海军基地和举世注目的战略要塞。
北洋海军的主力战舰定远、镇远和济远等二十多艘新式战舰几乎都在这个大坞里进行过维修和保养。这座船坞在它建成后的60多年里，一直誉为远东地区之最，俗称“旅顺大坞”。
清政府建成大坞后，没修过几年北洋水师的战舰，到时为侵略者战舰服务的最多。沙皇俄国占领旅顺7年，日本占领了40年，苏联军队在此驻军10年。
1945年8月22日，苏联红军进驻旅顺口，旅顺大坞一度为苏军管辖。1955年4月15日，中华人民解放军海军旅顺基地从苏军手中将其接管，并在旅顺大坞所在地组建中国人民解放军第四〇一工厂，1965年7月改称中国人民解放军第四八一〇工厂。
百余年来，经历了战火洗礼和经济建设考验的旅顺大坞依然坚固敦实，这在世界上也是极为罕见的，世人为之惊叹，国人为之骄傲，因为她曾写就中国海军初始发展辉煌的一笔，她曾见证旅顺口屈辱、悲怆、振兴和发展的历程。
现在，旅顺大坞作为中国人民解放军第四八一〇工厂船舶修造主力，每年承接数十艘海军舰船和地方运输船舶的修造工程，为中国人民解放军海军的发展以及地方经济建设做出里卓越贡献。
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