Le prime presenze umane a Porto Conte
Il golfo di Porto Conte, con la sua fertile piana retrostante, è uno dei migliori porti naturali del Mediterraneo e sin dalle epoche più remote è stato frequentato dall'uomo. I segni più rilevanti della presenza umana nell'area risalgono al Neolitico Medio (4000 - 3500 a.C.) e Recente (3500 - 2700 a.C.), nelle grotte naturali che si aprono intorno alla rada di Porto Conte e sul retrostante Monte Doglia dove sono state rinvenute importanti testimonianze. La Grotta Verde è il sito più interessante poiché al suo interno sono state rinvenute testimonianze di frequentazione umana fin dal Neolitico Antico ( 6000 a.C.) e sono stati ritrovati resti fossili umani, vasi in ceramica cardiale e degli enigmatici graffiti, nonché ulteriori evidenze di frequentazione in epoca medioevale.

L'età nuragica
La civiltà nuragica si sviluppa in Sardegna dal 1500 a.C. fino alla successiva Età del Ferro, cioè per un arco di tempo di circa 1.000 anni. Numerosi sono i nuraghi, edifici simbolo di questa civiltà, presenti nel territorio dell'area protetta: i più importanti sono i villaggi nuragici di Palmavera e Sant'Imbenia. Il primo, situato a ridosso della collina omonima, presenta una torre centrale, alla quale ne sono collegate altre, ed attorno c’era il villaggio costituito da una serie di capanne, magazzini e recinti per gli animali. Il sito di Sant' Imbenia, nel tratto più interno del golfo, presenta un nuraghe monotorre con un villaggio circostante: considerata la sua posizione, era un importante centro commerciale, infatti vi sono stati rinvenuti manufatti di Età Fenicia.

L'età romana
La dominazione romana in Sardegna inizia nel 238 a.C., l'isola divenne il "granaio di Roma" per la sua importante produzione di frumento. I romani che arrivarono nel golfo di Porto Conte furono così colpiti dalla bellezze del paesaggio che diedero all’insenatura il nome di Portus nympharum, baia delle ninfe, ed utilizzarono i terreni della piana di Sant'Imbenia per attività agricole. Testimonianza di questo passato è la villa di Sant'Imbenia che si ritiene fosse la dimora costruita in età imperiale intorno al I secolo d.C., rimanendo fiorente sino al II secolo, poi iniziò il declino, anche se continuò ad essere ri-utilizzata fino al VII secolo d.C.

L'età medioevale
Con il declino dell'impero romano e durante l'età medioevale la baia delle ninfe attraversa un lungo periodo di abbandono e spopolamento. Agli inizi del XII secolo la famiglia genovese dei Doria fonda il primo nucleo della città di Alghero e tutto il territorio a nord del nuovo insediamento perde di interesse. Ma nel 1353 lo specchio acqueo incastonato tra i due promontori di Capo Caccia e Punta Giglio divenne lo scenario di un avvenimento che incise profondamente nella storia della Sardegna e in particolare di Alghero: la battaglia navale di Porto Conte tra la flotta genovese e quella aragonese – veneziana. La vittoria di quest'ultima sancì la fine del dominio genovese ad Alghero e l'inizio di quello aragonese.

La dominazione spagnola
Il 1469, con l'unione dei due Regni di Castiglia e Aragona, segna la nascita della potenza spagnola ed Alghero diventa una piazzaforte del Regno di Spagna, ma nel Mediterraneo la potenza dei re cattolici è disturbata dalla presenza dei pirati barbareschi, provenienti dalla Barbaria, così veniva chiamata all'epoca l'africa settentrionale, che con le loro frequenti incursioni sulle coste divengono una minaccia costante per le popolazioni costiere. La Sardegna, in particolare la costa occidentale, è esposta a questa minaccia, e durante il regno dell'imperatore Filippo II, nella seconda metà del XVI secolo si delibera un piano per la difesa delle coste mediante la costruzione di torri di avvistamento. Nel territorio del Parco di Porto Conte ve ne sono ben sei.

Le bonifiche del primo trentennio del '900
L'abbandono e la desolazione regnarono nella zona a nord di Alghero, così come nell’area della Sardegna nord-occidentale chiamata Nurra, fino alla fine degli anni '30 del novecento. Nel ventennio fascista questi territori vennero interessati da una vasta opera di bonifica. Inserita in questo contesto è la nascita della Casa di Lavoro all'aperto di Tramariglio. Questa colonia penale ebbe origine in virtù di un contratto stipulato nel 1938, nel quale l'Ente Ferrarese di Colonizzazione concedeva per vent'anni al Ministero di Grazia e Giustizia quella porzione di territorio nel promontorio di Capo Caccia e i fabbricati che vi sarebbero stati costruiti.

Il periodo della detenzione a Tramariglio
I venti anni di attività della Colonia Penale di Tramariglio, dal 1941 al 1961, trascorsero segnati dalle giornaliere attività lavorative dei detenuti, impegnati a coltivare il grano, cereali e la vite, a rimboschire il litorale ed a lavorare le foglie della palma nana per ottenere il crine vegetale, utile come materiale resistente e polivalente. Solo pochi incidenti scossero la monotona vita di questa atipica comunità della Colonia Penale di Porto Conte, formata dai detenuti, dagli agenti del carcere con le loro famiglie e dal personale amministrativo della colonia penale. Tra questi eventi, l'evasione del poeta-bandito Bachisio Falconi nel 1943, l'ammutinamento dei detenuti nel 1951 e, l'episodio più cruento, l'uccisione della guardia carceraria Giuseppe Tomasiello ad opera del detenuto Edoardo Corsi nel gennaio del 1960.

Le vicende belliche della seconda guerra mondiale a Porto Conte
Nel corso della Seconda Guerra Mondiale il territorio di Alghero ed in particolare la fascia costiera a sud ed a nord della città vennero interessati dalla costruzione di strutture militari, i fortini globulari in calcestruzzo e postazioni per la contraerea, in previsione di un possibile sbarco delle truppe alleate nella Sardegna Occidentale. Le previsioni dei comandi militari italo-tedeschi si rivelarono errate, gli alleati sbarcarono in Sicilia, ma nel territorio del Parco le postazioni militari abbandonate sul promontorio di Punta Giglio, sul Monte Doglia e sui suoi contrafforti collinari Monte Murone e Monte Palmavera, sono testimonianze silenziose di un tragico passato di guerra.