In 1934-1936 verdubbelde Chris Holmes II, een erfgenaam van het Fleischmann gistfortuin, het oorspronkelijke eiland van 49.000 m2 met koraalpuin, zand en een aarden stortplaats. Hij vestigde er een woning met aquaria, kennels en volières voor zijn vele huisdieren. Het eiland werd tijdens de Tweede Wereldoorlog omgebouwd tot een rust- en ontspanningsstation voor piloten van de Amerikaanse marine.
In 1946 kocht een groep van vijf zakenlieden uit Los Angeles, waaronder Edwin W. Pauley, het eiland uit de nalatenschap van Chris Holmes II met het idee het om te bouwen tot de exclusieve Coconut Island Club International, 1946-7, en huurde architecten Paul Williams, A. Quincy Jones, en C.W. Lemmon van Belt Lemmon and Lo, Architects of Honolulu om een gemeenschap van huisjes, tennisbanen, een jachtclub en andere recreatieve faciliteiten te ontwerpen, inclusief het verbouwen van het Holmes landhuis en de barakken. De Pauley-groep wilde van het eiland een privé-resort maken, uitsluitend voor leden. In 1949 werd dit idee opgegeven en een verkleind Coconut Island Hotel met accommodatie voor 32 gasten werd geopend in februari 1950.
In 1948 schonk Pauley een deel van het eiland aan de Universiteit van Hawaii om te worden gebruikt als een mariene onderzoeksfaciliteit. Van de jaren 1950 tot de jaren 1980 gebruikte de familie Pauley het eiland als zomerverblijf en ontving er vele bekende gasten. Van het midden van de jaren ’80 tot het midden van de jaren ’90 was de Japanse vastgoedinvesteerder Katsuhiro Kawaguchi eigenaar van het eiland en gaf hij de Universiteit van Hawaï toestemming om een deel van de terreinen te gebruiken voor onderzoek. In 1995 schonk de Edwin Pauley Foundation een bedrag van 9,6 miljoen dollar aan de University of Hawaii Foundation om de particuliere helft van het eiland te kopen en er nieuwe laboratoria op te bouwen.
Het eiland is nu volledig eigendom van de staat en is de faciliteit voor het Hawaii Institute of Marine Biology, onderdeel van de University of Hawaii. Het is het enige laboratorium in de V.S. dat op een koraalrif is gebouwd. (Heron Island, Lizard Island en een aantal laboratoria in de Stille Zuidzee bevinden zich buiten de V.S.)
Coconut Island werd gebruikt voor de openingssequentie van het televisieprogramma Gilligan’s Island.