A l'origine, le port de Basse-Goulaine est un port d'étier situé au pied de l'écluse d'entrée du canal de Goulaine, dite arche de la Queue-de-Vallée. Le canal est construit au milieu du XVIIe siècle dans le but de relier les marais de Goulaine à la Loire. Très vite, le petit port est régulièrement privé d'une communication facile avec le fleuve lors des basses eaux et les bateaux s'y trouvent souvent échoués dans la vase. avant la réalisation du canal, le site portuaire ne semble pas avoir connu d'aménagements spécifiques.

Tout au long du XVIIIe siècle, les conditions d'accès au site portuaire de la Queue-de-Vallée se dégradent fortement. L'absence d'entretien de l'écluse et la pratique massive d'atterrissements sur les îles situées vis-à-vis de la rive sud du fleuve entrainent le colmatage par les sables des différents étiers mettant en communication le port et la Loire. En 1772, un procès oppose des habitants de la paroisse de Basse-Goulaine à la communauté de la ville de Nantes qui, depuis 1758, est chargée de la gestion des atterrissements en amont et en aval des ponts de Nantes, afin de rétablir la navigation jusqu'à l'arche de Queue-de-Vallée.

Malgré divers travaux durant la première moitié du XIXe siècle, permettant notamment à la chaux produite sur le site de Montru, au sud du marais de Goulaine, de remonter le canal jusqu'à la Loire, l'entretien du port reste problématique. En 1840, l'accès au port de Basse-Goulaine depuis le chenal de navigation de la Loire n'est possible qu'en empruntant le seul étier de Longuemine encore en eau. La construction de la Levée de la Divatte à partir de 1847, dont le tracé permet de protéger la commune de Basse-Goulaine des crues de la Loire, puis la mise en place du réseau routier départemental, condamnent progressivement les mouvements de la batellerie aux abords du port de Basse-Goulaine.

Dans les années 1870, le conseil municipal de Basse-Goulaine relaie auprès du Service départemental des Ponts et Chaussées les réclamations des communautés riveraines visant à l'amélioration du port. Ce dernier demeure encore à cette époque essentiel pour les échanges locaux, notamment des produits issus de l'agriculture. Les pétitionnaires expriment que, lorsque les portes du canal sont fermées, la navigation et donc le commerce à cet endroit sont suspendus en l'absence d'une voie de communication en eau jusqu'à la Loire et d'un aménagement adéquat pour le déchargement des marchandises. Ainsi, en 1887, un projet de cale aux abords de ce que l'on nomme alors "les portes de Basse-Goulaine" est dessiné. Le cahier des charges comprend l'établissement d'une cale en tablier avec abreuvoir. La construction commence en 1890 et les terrains formant l'assiette de la cale sont donnés par la commune. A la suite de la grande crue de 1910, la cale est reconstruite. Les cartes postales du début du XXe siècle témoignent d'un site portuaire ayant principalement une fonction de mouillage et d'abri pour les petites embarcations.

En 1990, une station de pompage permettant de rejeter les eaux du marais de Goulaine dans la Loire est installée en remplacement de l'ancienne écluse de garde. Le tracé du périphérique nantais enjambe aujourd'hui l'ancien port de Basse-Goulaine.