Comme de nombreux petits ports actifs sous l'Ancien Régime, Paimbœuf ne connaît pas d'infrastructure portuaire avant la seconde moitié du XVIIIe siècle. Il faut attendre le premier quart du XIXe siècle pour enregistrer la construction de quais. Un ancrage facile, une aire de réparation accessible, la présence d'un point d'eau, sont les impératifs d'un port qui, dès lors, peut rester semi-forain. Les fonds vaseux facilitent l'échouage, la profondeur du chenal restant, en Loire, la préoccupation majeure.

Dès le milieu du XVIIe siècle, la ville de Nantes acquiert du duc de Retz un terrain en rive, en amont, destiné au délestage des navires, afin d'éviter un comblement progressif de la zone de mouillage. Dans le même temps, deux zones d'ancrage se dessinent dont le centre de la première dite des Quatre amarres se trouvait à la hauteur de la rue Pitre-Chevalier actuelle. Elle doit son nom à la présence sur la berge de points d'ancrage permettant le maintien du navire en tension à l'ancre. Une quinzaine d'ancres dont nous connaissons précisément l'emplacement au 18e siècle étaient fichées sur la berge. A défaut de quai, trois voies d'accès à la rivière, nommées des chaussées, ponctuaient la vasière depuis la rive : une en face de la maison n° 51 quai Chassagne, la deuxième depuis la rue du Docteur Colomb, la troisième dite la Grande chaussée ou la chaussée du lest, là où une cale existe encore, place Frégate Aréthuse. Elle devait son nom à la proximité du lieu de délestage déplacé vers l'aval au sud de la place Frégate Aréthuse au début du XVIIIe siècle. Cinq cales reliant la berge à la Grande rue parallèle à la Loire divisaient l'îlot limité actuellement par le quai Boulay-Paty, une à chaque extrémité et trois au centre devenues aujourd'hui pour deux d' entre elles des passages, le passage du Praud et le Bel Abord. Une sixième cale se trouvait à l' emplacement de la maison n° 46 rue du Général-De-Gaulle.

La seconde zone d'ancrage dite la Grande rade utilisée comme aire d' attente ou port d' hivernage était située en aval à la hauteur des quais Gautreau et Eole actuels. Elle restait foraine comme pouvait l'être, du côté de la mer, la rade de Mindin.

Les aménagements successifs du port s' inscrivent dans les grands projets destinés à maintenir la Loire navigable jusqu'à Nantes proposés par les ingénieurs de la marine et des Ponts et Chaussées aux XVIIIe et XIXe siècles. Dans la seconde moitié du XVIIIe siècle, les interventions à Paimbœuf sont du ressort conjugué de l' ingénieur de la marine, Magin, ce dernier ayant en charge la régularisation du chenal à partir de 1755 et de Mathurin Groleau, ingénieur en chef des Ponts et Chaussées du département en 1774. Elles concernent la construction de la jetée. Un premier projet par Magin validé en 1762 est exécuté ; un second porté par Groleau en 1774 et en 1776 fait suite à l'expertise confiée en 1770 à Jean-Rodolphe Perronet dont le but était d' apprécier l'effet des travaux réalisés pour améliorer la navigation entre Nantes et la mer. Perronet souligne la nécessité de réparer le môle de Paimbœuf. Groleau propose son remplacement par une jetée construite en charpente et en pierre dont la construction s'achève en 1781. Elle porte le nom de l' intendant de Bretagne ayant accompagné le projet, Caze de la Bove (Gaspard-Louis). Il opte également pour une seconde jetée submersible dite de la Pierre à l' œil en aval du site portuaire dont la construction est contemporaine. Elle a été progressivement absorbée par les atterrissements gagnés sur le fleuve au cours du XXe siècle et n' est plus visible actuellement. Elle se terminait par une balise servant d' amer dont l' emplacement a été matérialisé en rive par quelques pierres en élévation. Les deux jetées faisaient partie d' un plan d'ensemble présenté par Groleau en 1778. Une visite du site avait eu lieu la même année par l' ingénieur du roi en chef des ponts et Chaussées de la province de Bretagne, Frignet, en présence du sous ingénieur des Ponts de la Généralité de Paris, le Sage, et du commissaire député de la ville de Nantes, de Fleury. L' ingénieur proposait de régulariser les berges par la construction de quais depuis la Grande Chaussée jusqu'à la pointe aval du site, c' est-à-dire jusqu' à la chaussée de la Pierre à l' œil. De petites cales semi-circulaires et des escaliers rythmaient régulièrement le linéaire de quai. A partir de l' actuelle rue de l' Hôpital, vers l' aval, l' ingénieur projetait un élargissement des berges par voie d' atterrissement et divisait le terrain ainsi gagné en six lots (en jaune sur le plan) d' une surface totale de près de 52 000 m2 destinés à être bâtis. Hors les jetées aucune réalisation ne verra le jour avant la fin du siècle ; il faut attendre le premier quart du XIXe siècle pour voir un début de construction de quais.

En 1806, Dubois Dessauzais, le successeur de Groleau au poste d'ingénieur en chef du département, soumet au conseil des Ponts et Chaussées un projet de quais réduit à la partie comprise entre la grande chaussée et la jetée (emplacement des quais Boulay-Paty et Sadi-Carnot actuels) ; l' ancien projet visant à épaissir la ville en aval en construisant une seconde rangée de maisons au nord de celle déjà existante n' est plus d' actualité. Au milieu du linéaire de quai une cale arrondie aux deux extrémités faisait face au sud à une place semi-circulaire du centre de laquelle partaient trois nouvelles voies. Outre l' objectif de régularisation et d' assainissement de la ville, la construction des quais visait avant tout à accueillir un commerce maritime dont on pensait qu' il pouvait être encore actif. L' ingénieur, sur avis de l' inspecteur divisionnaire Bouchet, privilégie l' avancée de la cale sur le fleuve et la réduction de la place, le coût du rachat des maisons à détruire pour former la place ayant été jugé excessif. Le 20 avril 1808, année de la visite du port par l' empereur, un plan signé par Bouchet est accepté ; il tient compte des modifications validées par la commission. Le plan d'alignement dit plan géométrique de la ville de Paimbœuf, dressé deux ans plus tard, intègre le projet et souligne la présence d' une courte portion de quai déjà construite en amont de la jetée. Le plan parcellaire de Paimbœuf, contemporain, ne rend compte d' aucune construction de quai, les maisons ouvrent encore sur la vasière, sans transition. La place en demi-lune, pourtant très réduite, ne sera pas suivie d'exécution. La commission avait finalement manifesté son peu d' adhésion au projet de place en soulignant la trop grande difficulté de raccordement avec les voies déjà existantes. On notera, sur le plan cadastral de 1810, le renvoi, en amont du haut Paimbœuf, du lieu de délestage des navires dit la motte au sable, des halles ayant été construites à l'emplacement du précédent site situé au sud de l'actuelle place Frégate Aréthuse.

Le port de Paimbœuf est tributaire des variations fréquentes du cours de la Loire. Maintenir le chenal navigable depuis la mer est la condition de son activité et oblige à des expertises régulières indissociables des projets d' aménagement des rives ; en témoignent le plan de l' estuaire depuis le port de Paimbœuf jusqu' à Saint-Nazaire levé sur ordre du ministre de la marine par l' ingénieur des Ponts et Chaussées Rapatel en 1808 sur lequel il reporte le résultat des sondages effectués. Il restitue également de façon précise l' état du port de Paimbœuf en attirant l' attention sur la rade des Quatre Amarres située de part et d' autre de la Grande Chaussée. L' absence de quai contraint les navires au mouillage : deux frégates y sont à l' ancre, la Clorinde (H-G) et la Renommée (F-E). Le chantier naval, propriété de la famille Crucy, y est signalé en amont (A-B-D-C).

Au-delà de l' avant-port, une surveillance s' exerce jusqu' à Nantes, voire en amont jusqu' au château de Clermont sur la commune du Cellier. Elle regarde différents services selon que l' on appréhende la Loire depuis la mer - l' estuaire est alors pris en compte dans les opérations de relevés des côtes - ou comme l' ultime portion du cours de la Loire depuis l' amont. Sur la carte levée en 1821 par les ingénieurs hydrographes du royaume sous les ordres de Beautems-Beaupré, ingénieur hydrographe en chef, le résultat des sondages effectués de la mer à Nantes y est exprimé en pieds au niveau des plus basses mers ; on y signale également les roches, plateaux, sable, vase et fonds menaçants. Les auteurs de la carte restent prudents et s' accordent pour dire qu' elle ne peut être utile aux navigateurs car, fiable au moment du relevé, elle ne peut servir ensuite qu' à des fins de comparaison. Le conseil donné aux navigateurs est d' ailleurs, ici, de ne pas se servir de la carte et d' accorder plutôt leur confiance aux pilotes de Loire qui sont en général des marins distingués. De l' autre côté, cette surveillance s' exerce, pour le département de la Loire-Inférieure, dans le cadre d' un service spécial placé, à partir de 1826, sous l' autorité de l' ingénieur ordinaire Alexandre Lemierre à qui l' amélioration de la navigation vient d' être confiée. Sur la planche (n°21) datée du 21 mai 1829 restituant le nivellement général du fleuve depuis le château de Clermont jusqu' au fort de Mindin, Lemierre reporte sur un fond emprunté à la carte précédemment citée, les digues, les épis, les barrages submersibles projetés entre l' île Dorion et Paimbœuf. En amont de l' avant-port, à partir de la rive nord, l' édification de deux digues submersibles, la première, en aval du port de Rohars rejoignant l' île Pipi et la seconde, entre cette dernière et la tour de Pierre rouge étaient destinées à lutter contre le comblement de la rade des Quatre Amarres. La tour de Pierre rouge comme celle des Moutons en aval se trouvait alors dans le lit du fleuve sur le thalweg reporté en pointillé sur la carte présentée en 1836 par Lemierre à la suite de sondages effectués trois ans auparavant. La prairie a aujourd' hui gagné sur le fleuve reléguant les tours au milieu des prés. Dans ce projet, Lemierre modifiait légèrement le départ de la digue sur la rive nord. Une troisième digue souhaitée par les habitants de la commune a été ajoutée entre l' île du Petit Carnet (autrefois du grand) et la Maréchale sous l' impulsion de l' architecte-voyer Faucheux et des habitants de la commune. Un projet de bassin à flot en amont de la jetée dite de la Pierre à l' œil complétait le dispositif ; il ne sera jamais creusé.

Parallèlement, la question de la construction d' un quai entre le port et la jetée dite de la Pierre à l' œil est à nouveau à l' ordre du jour à partir de 1839 ; le projet poursuivait deux objectifs : faciliter l' accostage et servir à la création d' une vaste promenade de cinquante mètres de large. La question posée par l' architecte-voyer Faucheux à l' ingénieur en chef du département Cabrol, soulève la question des responsabilités. Etait-ce un ouvrage utile au port à la charge de l' Etat ou s' agissait-il d' un embellissement municipal ? En 1841, l' administration des Ponts considère que les travaux sont du ressort de la grande voirie et à ce titre à la charge de l' administration, la ville n' y contribuant que pour une petite partie : le quai annoncé serait plutôt un mur de soutènement à construire sur une longueur de cent mètres en aval de la jetée sur une semelle de béton et, à suivre, sur le rocher. Le devis lié au projet est approuvé en 1843 malgré les réticences de l' administration de Ponts et Chaussées pour qui l' urgence n' était pas l' extension des quais mais la construction de magasins et de grils de carénage, le port de Saint-Nazaire étant en passe de devenir le port de déchargement des marchandises. L' année suivante, l' opération de dragage lancée dans le haut Paimbœuf est mise à profit pour remblayer en aval de la jetée, la grande rade utilisée comme port d' hivernage, afin de préparer la construction du mur. A la question des équipements souhaités par l' administration des Ponts, il est répondu en 1857 par la construction d' un bassin de carénage financé et exploité par l' Etat (jusqu' au décret du 4 avril 1860) et en aval, une cale en forme de fer à cheval, dite le petit fer à cheval situés respectivement quai Libert et quai Chassagne. Un gril de carénage figure entre les deux sur un fond de plan dressé par l' ingénieur Louis Plantier en 1837 et régulièrement mis à jour jusqu' à la fin du XIXe siècle.

Au milieu du XIXe siècle la question de l' élargissement de l' actuel quai Sadi-Carnot est posée en amont et au droit de la cale en forme de fer à cheval dite le grand fer à cheval. Une trentaine d' années sera nécessaire avant sa construction conjuguant quai vertical et promenade plantée d' arbres. Le projet définitif est approuvé par décision ministérielle le 28 mai 1879. Il reprend après correction des éléments de l' avant-projet daté du 1er août 1872 signé par Paul (?) Joly : un quai de cent quatre-vingt-dix mètres de longueur et une cale de carénage en aval financé à hauteur de 240 000 F par l' Etat et 50 000 F par la ville. Les travaux sont confiés à l' entreprise Conrad Ischokke, ingénieur civil entrepreneur de travaux publics à Paris. Leur réception a lieu en février 1883. Le réseau ferré y est étendu en 1885.

Au XXe siècle les aménagements concernent l' amont et l' aval. Une première estacade est construite dès le premier quart du siècle pour le déchargement des matières premières (soufre, phosphate) et l' embarquement des produits finis sur le site industriel situé en amont sur les communes de Paimbœuf et Saint-Viau. En 1915, est décidée la reconstruction en béton armé de l' estacade servant à l' accostage des bateaux assurant la navette vers Nantes et Donges au niveau de la cale du Grand fer à cheval. L' aval est concerné par les nouvelles mesures appliquées en rives destinées à réduire la largeur du fleuve par voie d' atterrissements provoqués. A hauteur des quais Gautreau et Eole, le comblement de la rade est achevé, et sur la rive nord, les tours des Mouton et de Pierre Rouge balisant le chenal sont à présent dans les terres.