נמלי ישראל הוקמו כדי לקדם את סחר החוץ של המדינה הצעירה, יעד לאומי ראשון במעלה. לפיכך, קיבלה עליה הממשלה את האחריות לכל ההיבטים הכרוכים בניהול הנמל. בדומה לשאר העולם, בנמלים פועלים איגודים מקצועיים חזקים והם סבלו בעבר מסכסוכי עבודה.
בעשורים האחרונים הפריטו מרבית המדינות המפותחות את נמליהן. המודל המקובל הוא מודל ה-Landlord, שבו הקרקע, התשתיות המשותפות ופיתוחן הם בבעלות המגזר הציבורי ותפעול הרציפים נעשה באמצעות חברות פרטיות מתחרות.
מאז 1961 ניהלה רשות הנמלים את כל הנמלים כמקשה אחת והייתה אחראית לפיתוחם ולניהולם, למעט התפעול השוטף שהיה באחריות כל נמל. שיטה זו הפכה את הרשות למונופול והקשתה על הנמלים להציע שירותים ומחירים תחרותיים. הרפורמה נועדה להניע תהליכי התייעלות, התרחבות והתפתחות טכנולוגית, תוך הסדרת רמות השכר וגיוס העובדים להצלחת המהלך. כמו כן ניתנה אפשרות להשתתפות העובדים בבעלות וברווחים בשלב הבא של הרפורמה, שיחל בשנת 2010.

נמלי ישראל הם המפתח לכל פעילויות היבוא והיצוא של המדינה, אך עד שנת 2005 הם נוהלו באופן ריכוזי שאינו מקובל היום במרבית נמלי העולם. כדי לאפשר לנמלי ישראל להתמודד בהצלחה בשוק התחרותי של שינוע מטענים בינלאומי, נדרש שינוי מבני של ממש.
ביולי 2004 עבר בכנסת חוק רשות הספנות והנמלים, שפתח בפעם הראשונה את הענף לתחרות, והגדיר את יישום מודל הרווח בנמלים. לפי מודל זה תתבצע הפרדה בין הניהול והתפעול השוטף של הנמלים לבין פיתוח הנמלים וניהול הנכסים. הרפורמה הפכה כל אחד מנמלי הים המסחריים בחיפה, אשדוד ואילת לגוף עסקי ותחרותי הנהנה מעצמאות ניהולית. 
בעקבות החוק פורקה רשות הנמלים, שפעלה מאז 1961 והייתה אחראית לניהול, תפעול ופיתוח הנמלים, ובמקומה הוקמו ארבע חברות ממשלתיות חדשות: שלוש חברות נמל וחברת נמלי ישראל, חברת הפיתוח והנכסים. בה בעת הוקמה במשרד התחבורה רשות הנמלים והספנות, שהחליפה את מינהל הספנות וקיבלה את תפקידיה הרגולטורים של רשות הנמלים. 
הרפורמה נכנסה לתוקף בתחילת 2005, לאחר מו"מ ממושך בין נציגי העובדים, ההסתדרות, רשות הנמלים ומשרד האוצר, שנסב על שמירת זכויות העובדים בעת המעבר לחברות החדשות. כחלק מהרפורמה הוטלה על חברת נמלי ישראל האחריות לטיפול בכ-4,000 גמלאי רשות הנמלים. לשם כך יועדו לחברה כספים לביצוע תשלומי הקצבאות תוך ניהולם השוטף עד להקמת קרן מרכזית לגמל, שאליה יצטרפו גם גמלאים חדשים מחברות הנמל. נוסף על תשלומי הפנסיה מרכזת החברה גם את כל פעילויות הרווחה לגמלאים.