学校积极推进教育国际化，深化与国（境）外高等院校、研究机构合作与交流，开展多种形式的教育与科研合作。与国（境）外近60所高校和科研院所建立了教学科研合作关系，与意大利比萨大学联合设立浙江海洋大学比萨海洋研究生学院，与挪威生命科学大学、日本东京海洋大学、俄罗斯南乌拉尔国立大学等高校开展6个联合培养博士项目及多个双硕士项目，与俄罗斯圣彼得堡国立海洋技术大学合作举办船舶与海洋工程专业本科教育双学士项目，海洋科学本科专业为浙江省首批国际化专业。学校是中国政府奖学金外国留学生培养资格单位、港澳台地区本科生招生和培养单位、“一带一路”南南合作农业教育科技创新联盟单位、中国－中东欧“17+1”国家高校联合会成员，建有浙江·泰国进步海洋丝路学院，设有中泰丝路教育联盟，设有省内首家俄罗斯教育与科学部俄语等级考试点。