Một sự kiện lớn đã diễn ra ở Cam Ranh năm 1905, khi hạm đội Baltic của Nga hoàng gồm 45 chiến hạm dưới quyền chỉ huy của đề đốc Rozhestvensky, đã ghé vào tạm trú trước trận hải chiến ở eo biển Tsushima trong cuộc chiến tranh Nga - Nhật.
Chủ lực của Nga là 8 thiết giáp hạm, trong đó có 4 chiếc thuộc lớp Borodino, dài 121m, độ giãn nước 14.000 tấn.
Các thiết giáp hạm còn lại thuộc các lớp khác nhau. Trong ảnh là chiếc Oslyabya dài 132m, độ giãn nước 14.400 tấn.
Ngoài 8 chiến hạm lớn, hạm đội Baltic còn 3 tàu tuần tiễu ven biển, 8 tuần dương hạm hạng trung và nhiều tàu hỗ trợ. Trong ảnh là tuần dương Vladimir Monomakh. Hầu hết các tàu chiến của Nga đã bị đánh chìm hoặc bắt gữ trong cuộc chiến với Nhật Bản sau đó.
Do tình hình căng thẳng của thế giới, đến giữa năm 1939, Pháp mới thực sự xây dựng Cam Ranh thành một căn cứ hải quân lớn. Trong ảnh là tuần dương hạm Lamotte Picquet của Pháp tại Cam Ranh năm 1939.
Ngày 15/6/1939, tại Cam Ranh xảy ra vụ tai nạn thảm khốc của tàu ngầm Phoenix thuộc lớp Pascal, loại tàu ngầm lớn nhất của Pháp thời đó. Con tàu bị chìm một cách bí ẩn khiến 71 thủy thủ đoàn thiệt mạng.
Từ tháng 7-1940, Nhật đã ép Pháp để Nhật cùng “phòng thủ Đông Dương”. Ngày 23/12/1941, thiết giáp hạm Haruna (trong ảnh) của Nhật đã cập cảng Cam Ranh. Đến năm 1942, Nhật đã độc chiếm khu vực chiến lược này.
Người Mỹ đã không để Nhật yên ổn ở Cam Ranh bằng nhiều cuộc quấy rối. Vào ngày 25/9/1942, tàu ngầm Mỹ USS Sargo đã xâm nhập phía Nam vịnh Cam Ranh và phóng 5 quả ngư lôi vào tàu vận tải Teibo Maru của Nhật. Chỉ 2 quả trong số đó trúng đích, không đủ để đánh chìm con tàu này.
Sau khi tham gia Trận chiến vịnh Leyte, thiết giáp hạm Myoko của Nhật đã quay trở về Cam Ranh ngày 13/12/1944. Trên đường về nó đã trúng 6 quả ngư lôi từ tàu ngầm Mỹ và bị hư hại nặng nề.
Sau chiến tranh thế giới II, Pháp giành lại quyền kiểm soát vịnh Cam Ranh. Chiến hạm chở thủy phi cơ cỡ lớn Commandant Teste của hải quân Pháp đã đồn trú tại Cam Ranh trong thời gian này.
Ngày 18/10/1946, trên thiết giáp hạm Suffren neo ngoài khơi vịnh Cam Ranh, đã diễn ra cuộc hội kiến giữa Chủ tịch Hồ Chí Minh và Cao ủy Pháp D’Argenlieu. Đây là một cột mốc lịch sử trên con đường thương thuyết hòa bình của Hồ Chủ tịch nhằm gìn giữ nền độc lập thống nhất Tổ quốc.
Vịnh Cam Ranh cũng đã từng đón nhận nhiều tàu sân bay của các cường quốc. Vào tháng 3/1948, tàu sân bay lớp Alienor d'Aquitaine của Pháp đã đến vùng vịnh này.
Tàu sân bay USS Belleau Woods của Mỹ đã đến cảng Cam Ranh trong các hoạt động can thiệp vào tình hình Việt Nam sau trận chiến Điện Biên Phủ 1954. Ít năm sau đó, người Mỹ đã thành chủ nhân mới của vùng vịnh có vị trí chiến lược này.
