為推動主要任務的深入實施，《實施方案》提出了4個方面共20項重大工程項目。

在治理修復類工程項目中，“藍色海灣”綜合治理工程著重利用污染防治、生態修復等多種手段改善16個污染嚴重的重點海灣和50個沿海城市毗鄰重點小海灣的生態環境質量。“銀色海灘”岸灘修復工程主要通過人工補砂、植被固沙、退養還灘（濕）等手段，修復受損岸灘，打造公眾親水岸線?！澳霞t北柳”濕地修復工程計劃通過在南方種植紅樹林，在北方種植檉柳、蘆葦、堿蓬，有效恢復濱海濕地生態系統?！吧鷳B海島”保護修復工程將采取制定海島保護名錄、實施物種登記、開展整治修復等手段保護修復海島。

在能力建設類工程項目中，海洋環境監測基礎能力建設、海域動態監控體系建設、海島監視監測體系建設工程針對環保、海域、海島的監視監測工作，提出了擴展網絡、豐富手段、增強信息化的建設方向。海洋環境保護專業船舶隊伍建設工程提出了近岸、近海、遠海綜合船舶監測能力的建設目標。海洋生態環境在線監測網建設工程計劃在重點海灣、入海河流、排污口等地布設在線監測設備和溢油雷達。綜合保障基地建設工程擬建設集監測觀測、應急響應、預報監測等于一體的綜合保障基地。國家級海洋保護區規范化能力提升工程計劃每年支持10個左右的國家級保護區開展基礎管護設施和生態監控系統平臺建設。

在統計調查類工程項目中，共有海洋生態、第三次海洋污染基線、海域現狀調查與評價、海島統計4項專項調查任務，旨在摸清我國生態保護、海洋污染、海域使用和海島保護開發的家底和狀況，為制定有針對性的政策措施提供重要決策支撐。

在示范創建類工程項目中，海洋生態文明建設示范區工程將新建40個國家級示范區，為探索海洋生態文明建設模式提供有益借鑒。海洋經濟創新示范區工程計劃在山東、浙江、廣東、福建等海洋經濟試點省份實施，進一步推動形成特色海洋產業集聚區。入海污染物總量控制示范工程將選取8個地方開展試點，盡快形成可復制、可推廣的控制模式。海域綜合管理示范工程計劃選擇2處地方開展海域綜合管理試點，探索海岸帶綜合管理、海域空間差別化管控等制度。海島生態建設實驗基地工程計劃建設15個基地，開展海島生態修復、海島建設監測等方面研究工作。