Plusieurs études préparatoires au projet de canal maritime sont lancées par l'Etat entre 1874 et 1878. La loi du 8 août 1879 approuve le projet défendu par la Chambre de Commerce de Nantes de construire un canal sur la rive gauche de la Loire, s'étendant parallèlement au fleuve entre les communes du Pellerin et Frossay.

Les travaux du canal commencent au mois de juin 1882 par les ouvrages de la Martinière et des Champs-Neufs. Les travaux sont d'abord placés sous la direction de l'ingénieur des Ponts et Chaussées Joly, puis Lefort à partir de 1885. Les comptes-rendus font état d'une importante main-d'œuvre en provenance de Belgique, d'Italie et de Hollande, sans compter la main-d'œuvre locale attachée aux travaux de terrassement, de taille et de transport de pierres. Les conditions de travail sont extrêmement difficiles et nombreux accidents sont attestés. Très rapidement, le sol est creusé à travers les prairies et la terre extraite est réutilisée pour servir de remblais au futur chemin de halage. Les travaux de creusement et de terrassement des abords du canal sont conduits sous la responsabilité d'Alphonse Couvreux, entrepreneur habitant à la demeure de la Corderie au Pellerin.

Le canal maritime de la Basse-Loire s'ouvre officiellement à la navigation le 1er septembre 1892. Il offre aux navires un mouillage de 6 m. L'entretien du canal se fait à l'aide de dragues à tuyaux refoulant les vases dans des dépôts.

Dès lors, le canal maritime sépare les prairies de la rive gauche avec le fleuve qui, avant les travaux, recevaient directement les eaux de débordement des marées, ou par l'intermédiaire des nombreux étiers parcourant ces terres submersibles. Afin de remédier à cette situation nuisible aux intérêts agricoles des populations riveraines du canal, une prise d'eau en Loire est établie sur le site des Champs-Neufs, au moyen de deux siphons reliés à un canal d'irrigation et de dessèchement communiquant avec les étiers de Vue et du Pavillon. Un pont-tournant est construit en 1890 devant le village de la Roche, sous la direction de l'ingénieur Résal, afin de permettre aux éleveurs et herbagers d'accéder aux îles de Loire.

Vers 1900, plus de 800 passages de navires par an sont dénombrés. Les navires empruntant le canal sont chargés de sucre, de caoutchouc, de charbon, de fer, ou de cacao. Autant de matières premières nécessaires aux besoins de l'industrie nantaise et de la Basse-Loire.

Au tournant du XIXe et du XXe siècles, les grands voiliers sont progressivement remplacés par des cargos et des caboteurs à vapeur. Mais en 1911, seulement vingt-cinq passages sont dénombrés. Le canal apparaît alors inadapté aux navires de l'époque et l'éclusage jugé trop cher. De plus, des travaux de dragages entrepris dans le fleuve entre 1903 et 1913 permirent d'augmenter le tirant d'eau du chenal de navigation dans l'estuaire. Dans les années 1910, le canal et les abords de l'écluse de la Martinière servent au stationnement des dragues et des remorqueurs des Ponts et Chaussées.

Le passage du dernier navire (steamer Béhéra) sur le canal maritime a lieu en 1913. Ensuite, seule la petite batelerie locale continue de naviguer sur le canal. A partir de 1921, le plan d'eau est utilisé comme lieu de regroupement avant démolition d'anciens trois-mâts et quatre-mâts inadaptés aux besoins de la navigation de l'époque. De nombreux documents iconographiques illustrent cette période de déclin et le canal est surnommé le "cimetière des éléphants". Mais les épaves sont évacuées au bout de quelques années car le manque d'entretien entraîne un envasement du plan d'eau.

Le canal est définitivement déclassé par les services de la navigation en 1958 et devient la propriété de l'Union des syndicats des marais du sud-Loire.

Aujourd'hui, deux épaves de chalands en béton construits en 1917 et servant au délestage des cargos remontants le fleuve, sont visibles aux abords du site d'écluse de la Martinière.