In de halve eeuw tussen 1780 en 1830 veranderde Den Helder van een nietig vissersplaatsje in de tweede havenstad van Noord-Holland. Doorslaggevend in die ontwikkeling was de komst van de Marine en de bouw van marinewerf Willemsoord. Het grootste deel van de werf ontstond tussen 1822 en 1827. Maar de basis werd al lang daarvoor gelegd.
In 1780 was de Republiek voor de vierde maal sinds 1650 verwikkeld geraakt in een zeeoorlog met Engeland. Al langer was duidelijk dat de rede van Texel door verzanding en verandering in de zeestromen niet meer voldeed als veilige wijkplaats voor de oorlogs- en handelsvloot. Plannen om een havenbekken in te richten in het Nieuwe Diep, de wadgeul ten oosten van het voormalige eiland Huisduinen, waren eerder getorpedeerd door Amsterdam en de Zuiderzeehavens. Ze zagen niets in de opkomst van een nieuwe concurrent. De rampzalig verlopende Vierde Engelse Oorlog (1780-1784) dwong tot een koerswijziging. De Amsterdamse koopman en zeekapitein Laurens Brandligt lanceerde in 1780 een plan om van Den Helder een haven voor oorlogs- en koopvaardijschepen te maken, en tegelijk de vaarroute door de zeegaten te verbeteren. Zijn plannen vonden in Den Haag en bij de Admiraliteit gedeeltelijk gehoor. In 1782 werd in het Nieuwe Diep door de aanleg van dijken en leidammen een oorlogshaven ingericht, die door eb en vloed op diepte werd gehouden. Bijna gelijktijdig begon de aanleg van een kleine werf en kielplaats om de schepen te onderhouden en te repareren. Tien jaar later werd dit 'Nieuwe Werk', de voorloper van de latere werf Willemsoord, in gebruik genomen.
De Engels-Russische inval van 1799 en de voortgaande strijd met Engeland in de Franse tijd, maakten de noodzaak van een verdere versterking van de havenwerken duidelijk. Keizer Napoleon gaf in 1811 na zijn bezoek aan Den Helder, waterstaatsingenieur Jan Blanken opdracht van het dorp de grootste marinebasis van het land te maken. Blanken ontwierp een haven met werven, dokken en magazijnen, een kanaal naar zee met een sluis en diverse vestingwerken.
Toen Napoleon in 1813 het veld moest ruimen, waren de werkzaamheden aan de werf in volle gang. Zij werden onder Koning Willem I in een wat minder weidse opzet voortgezet, aanvankelijk opnieuw onder leiding van Blanken. In 1822 werd het werfcomplex overgedragen aan de 'Koninklijke Nederlandse Zeemacht', sinds 1905 officieel de Koninklijke Marine. Na het gereedkomen van het Commandementsgebouw in 1827 kon het etablissement, intussen 'Willemsoord' gedoopt, in gebruik worden genomen. Het was op dat moment de modernste marinewerf van Europa.
Jan Blanken maakte zelf het ontwerp voor het Stoommachine- of Pompgebouw (gebouwd in 1816-1817), in Den Helder ook bekend onder de naam 'Graanpakhuis', naar de functie die het in 1864 kreeg. Het is het oudste, grootste en meest markante gebouw op het huidige werfterrein. Oorspronkelijk stond er de ultramoderne stoommachine die zowel water uit het naastgelegen droogdok als water in het Natte Dok kon pompen. In een tweede bouwfase (1857-1866) kreeg de werf onder meer een nieuw pompgebouw en een tweede dok.
In de schaduw van de marinehaven groeide Den Helder ook voorspoedig als visserij- en koopvaardijhaven. Er ontstonden nieuwe woonwijken die al snel groter waren dan het oude dorp. In 1845 was het handjevol inwoners gegroeid tot 9000. Op het hoogtepunt van de bedrijvigheid werkten op het werfcomplex meer dan 2000 mensen.
