探索一号原名“海洋石油299”，隶属于中国科学院深海科学与工程研究所，拟改造成为4500米载人潜水器母船及深海科考通用平台。其定位基于与深海潜水器目标海域的科学研究和工程项目，如海洋资源探测、地球化学研究、海洋生物采集等，并兼顾中科院未来发展相适应的科学项目。

2015年3月13日，中船澄西船舶（广州）有限公司董事长殷学明介绍，未来一年内，“探索一号”改造项目将在中船澄西船舶（广州）有限公司完成主船体加长、生活区重建、大量舱室管路改装、新设备安装调试等工程。该项目所有的改造设计均考虑绿色、环保、节能的因素，如船舶航行节能、降噪、减振等节能减排技术，为实现可持续健康发展提供强大支持。

2016年6月22日至8月12日期间，中科院“探索一号”船在马里亚纳海沟海域开展了我国第一次综合性万米深渊科考活动。2016年8月12日，探索一号”科考船结束首航，在马里亚纳海沟海域执行84项科考任务后返回三亚，这也标志着我国海洋科技发展史上第一次万米级深渊科考的圆满成功。在这次深渊科考中，利用中国自主研发的万米级自主遥控潜水器（ARV）“海斗号”、深渊着陆器“天涯号”与“海角号”、万米级原位试验系统“原位实验号”、9000米级深海海底地震仪、7000米级深海滑翔机等系列高技术装备，科考队在马里亚纳海沟海域，共执行84项科考任务，在不同深度断面上，取得大批珍贵的样品和数据。该航次是我国在万米深海进行的第一次深潜科考尝试，所获得的深度序列完整的原位探测数据及水体、沉积物和大生物样本，填补了我国长期以来无法获得超大深度、特别是万米海底数据和样品的空白。

2018年10月，中科院深海所第三次万米深渊综合科考（TS09航次）海斗深渊科考试验队于8月24日从三亚出发，赴马里亚纳海沟海域执行中国科学院战略性先导科技专项（B类）“海斗深渊前沿科技问题研究与攻关”、中国科学院战略性先导科技专项（A类）预研项目“深海智能装备发展预先研究”、国家重点研发计划“深海关键技术与装备”重点专项的科技任务。10月16日约15时，历时54天，在马里亚纳海沟完成了87个站位和504公里测深测线作业的“探索一号”科考船，载着中科院海斗深渊科考试验队59名成员和多项科研成果，顺利返回三亚。此次科考的许多发现创下了国际纪录——在国际上首次诱捕获得全程低温保存的7000米级3条狮子鱼样品和9000米级2只糠虾样品；国际上首次在7012米水深发现索深鼬鳚属鱼类，这是已知的该属存活的最大深度；国际上首次在同一潜次实现全海深垂直分层水体微生物原位富集与固定取样，最大深度10890米。

2020年3月10日上午，中科院“探索一号”船载着深海勇士号载人潜水器在三亚崖州湾科技城南山港码头启航。2020年11月28日上午8时30分许，随着一阵汽笛声响，在马里亚纳海沟结束科考任务的“探索一号”科考船在三亚南山港码头靠泊下锚，成功实现10909米坐底纪录的“奋斗者”号也随船胜利返航。

按照科技部“国家重点研发计划”、中国科学院以及三亚崖州湾科技城管理局重点科技项目的任务部署，从2021年8月11日至10月8日，“探索一号”搭载“奋斗者”号载人潜水器，赴西太平洋海域执行深渊科考任务，历时59天，开展了“奋斗者”号载人潜水器首次常规科考应用，并进行了深海仪器装备的万米海试。2021年10月8日，“探索一号”科考船搭载“奋斗者”号载人潜水器抵达三亚锚地。航次期间，“奋斗者”号载人潜水器在7700~10900米深度共下潜28次，其中7次超过万米，在马里亚纳海沟“挑战者深渊”最深区域进行了科考作业。基于“奋斗者”号大深度、高精度的作业优势，本航次采集了一批珍贵的深渊水体、沉积物、岩石和生物样品，为对比开展不同深渊特种环境、地质与生命等多学科研究提供了宝贵的数据和样品。2021年12月5日上午，“探索一号”科考船携“奋斗者”号载人潜水器完成2021年度第二航段马里亚纳海沟常规科考应用任务后，返回三亚。

2022年10月6日，搭载“奋斗者”号全海深载人潜水器的“探索一号”科考船从中国三亚起航，10月31日自奥克兰的港口前往西南太平洋最深处超过1万米的克马德克海沟，开展首次中国-新西兰联合深渊深潜科考。11月25日，科考船只完成第一航段任务，返回奥克兰的港口。在第一航段中，“奋斗者”号下潜作业16次，其中14次作业超过6000米水深，覆盖克马德克海沟俯冲带不同构造单元。“奋斗者”号沿克马德克海沟轴部最深处下潜5次，其中两次达万米。第一航段中，中科院深海所潜航员邓玉清和新西兰国家水资源和大气研究所科研人员卡琳·施纳贝尔共同成为人类历史上首次到达克马德克海沟最深点的女性。当地时间11月27日18时（北京时间11月27日13时），“探索一号”再次起航，展开新一阶段的联合科考。

2023年3月11日下午，“探索一号”科考船搭载着“奋斗者”号载人潜水器，完成国际首次环大洋洲载人深潜科考任务，返回三亚。该航次于2022年10月6日从三亚出发，历时157天，环大洋洲航行22000多海里。本航次中，“奋斗者”号总共下潜63次。此外，科考队还完成了着陆器布放回收、CTD采水和重力柱取样等常规作业任务，是国际上首次在克马德克海沟区域开展的大范围、系统性的载人深潜调查，也是历史上人类首次抵达蒂阿曼蒂那海沟开展实地观察和取样。

2024年3月28日，“探索一号”科考船搭载着“奋斗者”号全海深载人潜水器返回三亚，圆满完成首次中国-印度尼西亚爪哇海沟联合深潜科考航次任务。深渊科考队于2月8日从三亚起航，历时50天，参航队员来自印尼国家研究创新署、印尼哈鲁奥莱奥大学、印尼恒都大学、上海交通大学、海南热带海洋学院等11家单位。本航次由“十四五”国家重点研发计划“深海和极地关键技术与装备”重点专项、中国科学院国际伙伴计划“全球深渊深潜探索计划”项目、海南省深海技术创新中心“深海深渊科考与装备海试共享航次”项目共同支持，中国科学院深海科学与工程研究所牵头组织实施，是国际上首次在爪哇海沟开展大范围、系统性的载人深潜科考。

负责该船改造的中船澄西船舶（广州）有限公司相关负责人介绍，4500米载人潜水器项目是在蛟龙号载人潜水器研制工作的基础上，以实现国产化、降低运行成本为目标研制的拥有自主知识产权的载人潜水器。项目的开展将进一步完善我国的深潜装备技术体系，满足我国的深海科学研究需求，强化我国在载人深潜科学应用和技术领域的优势。

2022年9月，由“探索一号”“探索二号”科考船组成的联合航次在南海北部取得重大成果，共发现文物标本66件，在考古深度上首次突破2000米。

2023年1月22日，“探索一号”科考船搭载“奋斗者”号全海深载人潜水器，在位于东南印度洋蒂阿蔓蒂那海沟最深点完成深潜作业后，成功回收。这是人类历史上首次抵达该海沟的最深点，由此拉开了对该海沟系统科学考察的序幕，对全球深渊科学的发展具有十分重要的意义。