为推动主要任务的深入实施，《实施方案》提出了4个方面共20项重大工程项目。

在治理修复类工程项目中，“蓝色海湾”综合治理工程着重利用污染防治、生态修复等多种手段改善16个污染严重的重点海湾和50个沿海城市毗邻重点小海湾的生态环境质量。“银色海滩”岸滩修复工程主要通过人工补砂、植被固沙、退养还滩（湿）等手段，修复受损岸滩，打造公众亲水岸线。“南红北柳”湿地修复工程计划通过在南方种植红树林，在北方种植柽柳、芦苇、碱蓬，有效恢复滨海湿地生态系统。“生态海岛”保护修复工程将采取制定海岛保护名录、实施物种登记、开展整治修复等手段保护修复海岛。

在能力建设类工程项目中，海洋环境监测基础能力建设、海域动态监控体系建设、海岛监视监测体系建设工程针对环保、海域、海岛的监视监测工作，提出了扩展网络、丰富手段、增强信息化的建设方向。海洋环境保护专业船舶队伍建设工程提出了近岸、近海、远海综合船舶监测能力的建设目标。海洋生态环境在线监测网建设工程计划在重点海湾、入海河流、排污口等地布设在线监测设备和溢油雷达。综合保障基地建设工程拟建设集监测观测、应急响应、预报监测等于一体的综合保障基地。国家级海洋保护区规范化能力提升工程计划每年支持10个左右的国家级保护区开展基础管护设施和生态监控系统平台建设。

在统计调查类工程项目中，共有海洋生态、第三次海洋污染基线、海域现状调查与评价、海岛统计4项专项调查任务，旨在摸清我国生态保护、海洋污染、海域使用和海岛保护开发的家底和状况，为制定有针对性的政策措施提供重要决策支撑。

在示范创建类工程项目中，海洋生态文明建设示范区工程将新建40个国家级示范区，为探索海洋生态文明建设模式提供有益借鉴。海洋经济创新示范区工程计划在山东、浙江、广东、福建等海洋经济试点省份实施，进一步推动形成特色海洋产业集聚区。入海污染物总量控制示范工程将选取8个地方开展试点，尽快形成可复制、可推广的控制模式。海域综合管理示范工程计划选择2处地方开展海域综合管理试点，探索海岸带综合管理、海域空间差别化管控等制度。海岛生态建设实验基地工程计划建设15个基地，开展海岛生态修复、海岛建设监测等方面研究工作。