L'idea di creare un parco nell'area di Porto Conte si afferma a partire dalla fine degli anni '70, quando vennero formulate le prime proposte di conservazione e valorizzazione ambientale. Nell'agosto del 1975 alcune associazioni ambientaliste e la Società Sarda di Scienze Naturali elaborarono una prima ipotesi di perimetrazione dell'area protetta.
Il Parco venne formalmente istituito, anche a seguito dell’approvazione all'unanimità dell'istruttoria tecnica da parte del Consiglio Comunale di Alghero, il 26 febbraio 1999 con la legge regionale n. 4 che ne affidava la gestione alla stessa amministrazione comunale algherese attraverso un'Azienda Speciale.

L'area del Parco individuata si pone come cerniera strategica tra grandi complessità ambientali che includono straordinarie emergenze paesaggistiche e scientifiche, quali la Rada di Alghero, il sistema delle falesie calcaree e metamorfiche della Nurra, l’asta fluviale del Rio Barca, i corpi idrici del Calich e del Baratz ed i loro bacini imbriferi, le colline di Monte Doglia, rappresentando una ricchezza da preservare, guidare, sviluppare, utilizzare secondo i criteri dell’ecologia sistemistica più recente in un processo pianificatorio legato alle esigenze degli usi della città urbana e delle attività produttive delle borgate dell'agro e della fascia costiera.

L'area è anche riconosciuta a livello internazionale dalle direttive comunitarie Habitat (43/92 CEE) e Uccelli (409/79 CEE) e comprende una parte del Sito di Interesse Comunitario ITB011155 “Lago Baratz-Porto Ferro”, l'intera porzione terrestre del Sito ITB0101142 "Capo Caccia (con le isole Foradada e Piana) e P.ta Giglio" e la porzione terrestre della Zona di Protezione Speciale ITB013044 "Capo Caccia".
Inoltre tutto il promontorio di Capo Caccia e la costa triassica sono inseriti all’interno del Parco geominerario della Sardegna, riconosciuto dall'Unesco come patrimonio dell'Umanità.
L'area marina antistante è invece riconosciuta dallo Stato, Ministero dell'ambiente e della tutela del territorio e del mare come Area Marina Protetta ai sensi della Legge 979/82 e del D.M. del 20 settembre 2002 e dal 2010, ai sensi della Convenzione di Barcellona, come Area Specialmente Protetta d’Importanza Mediterranea.