In den Jahren 1934-1936 verdoppelte Chris Holmes II, ein Erbe des Fleischmann-Hefe-Vermögens, die ursprüngliche, 49.000 m2 große Insel mit Korallenschutt, Sand und einer Erddeponie. Er errichtete eine Residenz mit Aquarien, Zwingern und Volieren für seine zahlreichen Haustiere. Während des Zweiten Weltkriegs wurde die Insel in eine Erholungsstation für Flieger der US-Marine umgewandelt.
Im Jahr 1946 kaufte eine Gruppe von fünf Geschäftsleuten aus Los Angeles, darunter Edwin W. Pauley, die Insel aus dem Nachlass von Chris Holmes II mit der Idee, sie in den exklusiven Coconut Island Club International umzuwandeln. Quincy Jones und C.W. Lemmon von Belt Lemmon and Lo, Architects of Honolulu, um eine Gemeinschaft von Cottages, Tennisplätzen, einem Yachtclub und anderen Freizeiteinrichtungen zu entwerfen und das Herrenhaus und die Kaserne von Holmes umzubauen. Die Pauley-Gruppe wollte die Insel zu einem privaten, nur für Mitglieder zugänglichen Resort ausbauen. 1949 wurde diese Idee fallen gelassen, und im Februar 1950 wurde ein verkleinertes Coconut Island Hotel mit 32 Zimmern eröffnet.
1948 schenkte Pauley einen Teil der Insel der Universität von Hawaii, um sie als Meeresforschungseinrichtung zu nutzen. Von den 1950er bis in die 1980er Jahre nutzte die Familie Pauley die Insel als Sommerfrische und beherbergte viele namhafte Gäste. Von Mitte der 80er bis Mitte der 90er Jahre besaß der japanische Immobilieninvestor Katsuhiro Kawaguchi die Insel und gestattete der Universität von Hawaii, einige ihrer Flächen für Forschungszwecke zu nutzen. 1995 schenkte die Edwin Pauley Foundation der University of Hawaii Foundation 9,6 Millionen Dollar, um die private Hälfte der Insel zu erwerben und darauf neue Labors zu errichten.
Die Insel ist nun vollständig im Besitz des Staates und beherbergt das Hawaii Institute of Marine Biology, das Teil der University of Hawaii ist. Es ist das einzige Labor in den USA, das auf einem Korallenriff gebaut wurde. (Heron Island, Lizard Island und eine Reihe von Labors im Südpazifik befinden sich außerhalb der USA)
Coconut Island wurde für die Eröffnungssequenz der Fernsehsendung Gilligan’s Island verwendet.