日本においては、明治維新以前にこの珊瑚礁の存在が知られていた形跡は全くない。
※近藤富藏 (1805-1887) の『八丈実記』に「琉球沖鳥嶋」「琉球国沖ノ鳥島」という地名が見える（『八丈実記』第2巻（緑地社 1969）, pp.213-214, 248-250）が、これは「琉球国」の「沖ノ鳥島」ではなく「琉球国沖」の「鳥島」の意であろう。この島は嘉永3(1850)年に「長門国フシマガリ浦」の「浮亀丸」という船が漂着したとされる火山島である。近藤富蔵は一つしかない鳥島を複数存在するものと錯覚しており、おそらくこの島も実際には伊豆諸島の鳥島そのものではないかと思われるが、少なくとも現在の沖ノ鳥島でないのは明らかである。
1888（明治21）年に刊行された、亞、若、扁都禮［撰］／横尾東作［訳］『南洋群島 独案内』という本の pp.8-11 に、「ドウグラス礁一名パルシービラ」のことが記載されている。おそらく日本における最も初期の紹介例のひとつであろう。なおこの本は、イギリスの地理・水路学者Ａ・Ｇ・フィンドリー (Alexander George Findlay, 1812-1875) による『北太平洋水路誌』第2版 (A directory for the navigation of the North Pacific Ocean, 2nd Edition. 1870) の抄訳で、翻訳者の横尾東作 (1839-1903) は明治期の南進論の立役者の一人である。
この書物が出た頃、日本政府はこの海域の島々に対し、次々と日本の領土への編入を宣言している。すでに小笠原諸島は1876（明治9）年に領有が宣言されていたが、1885（明治18）年には大東諸島の領有が宣言され、その後、火山（硫黄）列島(1891)、南鳥島(1898)、沖大東島(1900)、中ノ鳥島(1908=不存在)と続いている。
しかし、この珊瑚礁と日本との関係が始まるのはかなり遅く、第一次世界大戦以後まで待たなければならない。
1914（大正3）年7月に第一次世界大戦が始まると、日本は連合国側に立ってドイツに宣戦布告し、同年10月、ほとんどどさくさにまぎれるような形で、当時ドイツ領だったマリアナ・カロリン・マーシャルなどのミクロネシアの島々を無血占領する。この島々はもともと16世紀以来スペインが支配してきたものだが、1898年アメリカとの戦争（米西戦争）に敗れて財政難に陥ったスペインが、1899年にドイツに売却したものであった。この島々――当時の日本では「南洋群島」と呼ばれていた――に対する日本の支配は、戦後、国際連盟の委任統治領という形で国際的に承認され、1920（大正9）年「南洋委任統治地域」が成立し、1922（大正11）年、支配機関である「南洋庁」がパラオ諸島のコロール島に設置された。
1922年、海軍水路部（現在の海上保安庁海洋情報部の前身）の測量艦「満洲」はこの南洋群島の測量を行ったが、その途中、5月にこの珊瑚礁に立ち寄って簡単な調査を行っている。これが、日本とこの珊瑚礁との関係の始まりとされている。「満洲」は、その後、1925（大正14）年9月17日にもやはりこの珊瑚礁の測量を行っている。
また、この他に、軍艦「春日」もこの珊瑚礁に立ち寄ったとされているが、いつのことかははっきりしていない（進士晃「沖の鳥島」）。
なおこの当時、この珊瑚礁については、日本を含めてどの国も領有権を主張しておらず、従って特にどの国の領土というわけでもなかった。確かに、飛行機も無線も発達していない、まして200海里の排他的経済水域などという考えはまだ影も形もないこの時代にあって、そのままでは人間は住めないし港としても使えない、この絶海の孤島をわざわざ領有することによるメリットは特になかったであろう。
1931(昭和6)年7月6日附の内務省告示第163号により、それまでパレセヴェラあるいはダグラス礁と呼ばれていたこの珊瑚礁は、「沖ノ鳥島」と命名され、東京府小笠原支庁（現在の東京都小笠原支庁）に編入された。
内務省告示第百六十三号
大正十五年六月内務省告示第八十二号府県支庁ノ名称、位置及管轄区域別表中東京府小笠原支庁管轄区域「中ノ鳥島」ノ下ニ「沖ノ鳥島」ヲ加フ
昭和六年七月六日内務大臣 安逹 謙藏
※大正15年内務省告示第82号(1926年6月5日附)では、「東京府小笠原支庁」（所在地＝東京府父島大村）の管轄区域は「小笠原島 南鳥島 中ノ鳥島」となっている。
なお、当時の正式な地名表記では「東京府小笠原島沖ノ鳥島」となる。なんとなく座りが悪い書き方だが、ここでの「小笠原島」の方の「島」は、他の地域でいう「郡」にあたり、小笠原諸島の属島であることを意味する。当時、小笠原諸島には郡制・町村制は施行されていなかったのである。（その後、1940（昭和15）年4月1日より小笠原にも町村制が施行され、大村・扇村袋澤村・沖村・北村・硫黄島村の5村が成立したが、このときも沖ノ鳥島は町村制から除外されている。また、小笠原諸島に郡制が施行されたことは一度もない。）
※須田皖次「沖の鳥島夢物語」に「第一次大戦後、日本が南洋群島の委任統治をするようになつた折に、東京都〔原文のママ〕京橋区に編入され、沖の島〔原文のママ〕と名づけられたのだそうです」という記述があるが、これは伝聞による誤りと思われる。沖ノ鳥島の領有と第一次世界大戦や南洋群島の委任統治とは直接何の関係もないし、沖ノ鳥島が東京府東京市京橋区（現在の中央区の一部）に属していたという事実もない。
外務省外交史料館所蔵《外務省記録》中の《本邦島嶼領有関係雑件》という公文書の中に、沖ノ鳥島領有に関する記録が残されている。（この公文書はアジア歴史資料センターのサイトでオンライン公開されており、誰でも閲覧可能である。）ここでは、この公文書に従って、沖ノ鳥島領有にいたるいきさつを見ていくことにする。
※なお、以下、公文書の引用にあたっては、読みやすいように漢数字をアラビア数字に変更し、また、適宜空白を挿入するなどの変更を行ったことをお断りしておく。
1931年。日本は1929（昭和4）年10月に始まった世界大恐慌のもと、未曾有の大不況にあえいでいた。前年11月に右翼青年に狙撃されて重傷を負った浜口雄幸首相（1870-1931・在任1929-31）は4月に負傷が悪化して辞任し（8月26日死去）、若槻礼次郎（1866-1949）が後を継いで首相に就任した（第2次若槻内閣・1931年4月-12月）。だがこの間、帝国議会では、当時の二大政党である政権与党の立憲民政党と野党の立憲政友会が激しく対立して不毛な混乱が続き、次第に政治・政党不信が強まってゆく。一方、軍部は対外侵略によってこの行き詰まった事態を打開しようとする方向へと動き、ついに9月18日に関東軍が中国で「満州事変」を引き起こす。そして、日本は以後14年間にわたって続く侵略戦争の時代へと突入してゆくことになる。だが、それはもう少し先の話である。
5月8日、安達謙蔵内相は若槻首相に対し、「沖ノ鳥島」の領有と命名に関する閣議開催を請求した（内務省海地第2号〈島嶼所属名称ニ関スル件請議〉）。請求の内容は以下の通りである。
北緯20度25分東経136度5分小笠原群島ノ南西約500浬〔海里、約930km〕ノ洋中ニ存在スル孤立礁ハ之ヲ地理上ヨリ見ルトキハ当然本邦ノ所属タルヘク而シテ其ノ行政区域ハ東京府ノ区域ニ属スルモノト認メラルルヲ以テ該礁ヲ「沖ノ鳥島」ト名付ケ東京府小笠原支庁ノ所管ト為サントス
さらに、その「理由」を見ると、
〔略、この孤立礁は〕東西約2里半〔約9.8km、実際の約2倍〕南北半浬乃至1浬〔約0.9～1.9km〕ノ形ノ珊瑚礁ニシテ通路ナキ環礁ヲ成シ縁周上ニ干潮ノ際水面ニ現ハルル数個ノ干出岩アリテ礁上ハ水深浅ク礁外ハ急深ナリ 該礁ハ西暦1789年英国汽船「イフイゲニー」船長「ドウグラス」之ヲ発見シ同1890年同国汽船「アムイフイオン」験測シテ通称「ドウグラスリーフ」（一名パレスヴエラ）ト称セラレアルモ地理上ヨリ見ルトキハ当然本邦ノ所属タルモノト認メラルヘク之カ行政区域ハ従前ヨリ東京府ノ区域ニ属スルモノト認ム 而シテ其ノ管轄ハ現在東京府直轄タルモノナルモ小笠原群島ニ接近セルヲ以テ東京府小笠原支庁ノ管轄区域ト為サントス 之レ本案ヲ提出スル所以ナリ
となっている。ここからもわかるように、「沖ノ鳥島」という名称はこのときはじめて登場したものである。「礁」とか「岩」とでも呼んだほうが実態にあっているのにわざわざ「島」とし、しかもべつに鳥が居ついているわけでもないのに（後述する灯台工事のため、この島に足かけ三年間にわたって通った北河政明は、「鳥類は足溜りなき故定住のものはなく真実鳥も通はぬ沖ノ鳥島である」と書いている）「鳥島」と付けた理由については、今のところ明らかでない。
なお、この「理由」の論理によれば、沖ノ鳥島はもともと日本領で、東京府に属し、東京府直轄になっていた、ということになっているが、これは事実に反する。この点については後でまた触れる。
この請求を受けて、5月15日に法制局および海軍・外務・拓務・内務各省の係官による協議会が開かれている。外務省によるこのときの会議の記録（〈「ダーグラス」珊瑚礁ノ領土権ニ関スル件〉）によれば、この珊瑚礁は、
海軍省ノ調査ニ依レハ各国ノ水路誌ニハ同島ノ所在ニ付テハ記載アルモ其ノ所属ニ付テハ記載無キ趣ナリ
すなわち、この時点までに、当の日本を含めどこの国も特に領有を主張しておらず、従ってどこの国の所属にもなっていなかったのである。
政府がこの島を領有しようとするに至った理由については、以下のように説明されている。
最近ニ至リ水路部ニ於テ同珊瑚島ヲ日本沿岸ノ水路誌ニ日本名ニテ記載方希望ノ旨申出アリ 軍令部方面ニテハ同珊瑚島ノ環内カ波静カナル為水上飛行機ノ基地トシテ役立ツヘシトノ意見ニテ軍事上ノ見地ヨリ同珊瑚礁ノ領土権ヲ確定センコトヲ希望シ居レリ 依テ内務省ニ対シ同珊瑚礁ヲ東京府小笠原支庁管轄下ニ編入方申出テタルモノナル趣ナリ
すなわち、(1) 海軍水路部がこの珊瑚礁を水路誌に（すでに「パレセヴェラ」「ダグラス礁」という名前があるのに）日本名で記載することを希望し、また (2) 同軍令部がこの珊瑚礁の軍事基地としての利用価値に着目し、基地化のために領有権を確立しようとした、というのがその理由である。前者はそれほど大した話ではないので、主たる理由は後者にあったと見てよいだろう。
しかし、領有権確立にあたっては少々問題があった。この珊瑚礁は、当時ですら「環状〔の珊瑚礁〕ハ水面下一呎〔フィート、約30.5cm〕位ニ沈ミ居リ 二三ケ所ニ於テ礁端カ水面上一米〔メートル〕乃至一米半ノ高サニ露出シ居ル」という、要するに半世紀後とほとんど変わらない状態であった。したがって、「先占ノ事実無キノミナラス又実際上先占ヲナスコト困難ナル状勢」にあったのである。
※国際法でいう「先占」とは、どの国家の領有にも属していない「無主」の土地に対し、国家が他の国家に先んじて支配を及ぼすことによって自国の領土とすることである。
そもそも、そんな代物を領土と主張できるのか、という点については、当時の国際法でも問題があったようで、「公海ニ於ケル珊瑚礁乃至海底ニ対スル領土権ノ主張ニ付テハ海洋自由ノ見地ヨリ学説上異論アル所ニシテ殆ント海面下ニ沈下シ居ル本件珊瑚礁ニ対シ領土権ヲ主張シ得ヘキヤ」という点について議論となった、という。しかしながら、とりあえずは「軍事上ノ必要モアリ此ノ際形式上東京府ノ行政権下ニ属セシメ事態ヲ確定シ置」く、ということで結論を見ている。どうも、軍事基地化のためには多少の無理があっても領有権を主張しておきたかった、ということのようである。
6月26日の閣議でこの件は正式に決議され、先に触れたように7月6日附の内務省告示となって公布された。
ところで、この内務省告示は、実際には新領土編入であるにもかかわらず、なぜか、形の上では「従前ヨリ東京府ノ直轄トシテ今日ニ至レルモノ」を「「沖ノ鳥島」ナル名称ヲ付シ之ヲ小笠原支庁ノ管轄区域ニ編入シタ」ということになっている。閣議決定の翌日の27日には、「万一新聞記者等ヨリ質問アル場合」はそのように説明するように、との内務省と海軍省との申し合わせすら行われているのである。なぜこうなったのかははっきりしないが、敢えて推測すれば、どうも、先に述べたように領有権の主張に少々無理があるため、「すでに日本領にはなっている」という既成事実をでっちあげた、ということらしい。
※なお、秋岡武次郎『日本地図作成史』によれば、1929(昭和4)年9月20日水路部発行の海図第800号に、この珊瑚礁はすでに「沖ノ鳥島」の名前で記載されているという。筆者はこの海図を確認していないが、これが事実であるとすれば、水路部が「沖ノ鳥島」の名を使い出したのはもう少し早いのかもしれない。
前節で見たように、日本が沖ノ鳥島を領有したのは、この島を軍事基地化するためであった。フィリピン海のちょうど真ん中にある唯一の《島》である沖ノ鳥島は、もし軍事基地として利用できるとすれば、高い価値を持つことになるのである。また、台風の通り道にあたるため、気象観測の上からも重要な位置を占める。
日本海軍は、沖ノ鳥島への水上航空基地・対空監視哨ならびに気象観測所・灯台の設置を計画し、1933（昭和8）年より極秘のうちに調査計画を進めた。しかし当時は緊迫した国際情勢の最中であり、軍事施設を大っぴらに建設することは対外的にはばかれたため、海軍・陸軍・逓信・農林・文部の五省の協議のもと、とりあえず表向きは文部省中央気象台（気象庁の前身）が公共的文化施設である気象観測所と灯台の建設を行い、それに逓信省灯台局（海上保安庁灯台部の前身）と海軍が協力する、という形をとることになった。
※資料集「1930年代の沖ノ鳥島と観測所工事」も参照のこと。
1933年4月、海軍水路部の測量艦「膠州」が地形・水深・底質・地磁気・経緯度などの総合的な調査を行い、軍極秘404号4の海図が作成された。このときの調査結果に基づいて計画の大綱が定められ、その後、計画が固まるとともに、1938（昭和13）年6月2日から4日にかけ、海軍の軍用船「神祥丸」によって詳細な現地調査が行われた。このときの調査は、海軍水路部・文部省・気象台・逓信省・灯台局の合同で行われており、灯台・気象観測所が建設可能かどうかを調べるため、水温・塩分・深さ・潮汐・海・海流・波浪等を調べると同時に、岩質を調査するための資料の採取等を行うことを目的としていた。
このときの調査団長であった気象台の須田皖次の回想録「沖の鳥島夢物語」によれば、沖ノ鳥島は当時、満潮時にはわずかに「北岩」と「南岩」という二つの露岩が顔を出すのみであったが、「南岩」は「私達の行つた時は既に倒れて水面下にあり」、「北岩」も「頸が海水で侵蝕され、今にも倒れそう」であったという。この「北岩」は現在の「北露岩」である。なお、この他に現在の「東露岩」があったはずだが、「沖の鳥島夢物語」には特に記されていない。また、礁内には数隻の木造漁船が沈んでいたという。
※「東露岩」と「北露岩」はほぼ東西にまっすぐ並んでおり、位置関係からすればむしろ「東露岩」「西露岩」としたほうがよさそうに思えるのに、このような呼び名が定着しているのは、上記のようにかつて「南露岩」が存在したなごりによるものらしい。
翌1939（昭和14）年5月30日より、3ヶ年計画でいよいよ工事が始まった。その後、1941（昭和16）年6月24日までに7回にわたる作業が行われ、基礎工事が完了した。だが、その直後の1941年12月にアジア・太平洋戦争が勃発してしまったため、工事は中断のやむなきに至ったのである。
計画では、縦横約2m・高さ1m・重さ10トンのコンクリート・ブロックを直径40mの円形に積み上げて基礎をつくり、その上に鉄筋コンクリート4階建て・灯高35mの灯台を建て、さらにその周囲に延長684mの防波堤と、水深7mの船溜および水深7m・幅20mの水路を整備することになっていた。このうち灯台の基礎部については、工事中断時までに満潮時の海面上約0.5mまで完成していたという。また、北岩に鉄柱の灯標が仮設され、これは戦時中まで点灯していたといわれる。投入された費用については諸説あるが、佐藤智之「沖ノ鳥島秘聞」によれば500万円（ただし輸送船の運行費を除く）、須田皖次「沖の鳥島夢物語」によれば予算300万円余、倉田洋二「熱帯の島 沖ノ鳥島」によれば261万円という。
作業に当たっては、日本郵船所有の「松本丸」（7000餘t）という貨物船が輸送船兼作業母船として用意された。その後、1941年より「相良丸」が加わっている。毎回の作業で、母船は本土から調達した作業資材と50～60名程度の職人（大工・鳶など）を載せて横浜港を出航し、途中、サイパン島に寄って現地人の人夫50～70名程度を雇い入れて沖ノ鳥島へ向かった。しかし、なにしろ沖ノ鳥島は物理的に居住不可能である。そこで作業員たちは、長いときでは約50日間にもわたって母船に寝泊りしつつ、作業を続けたのである。おまけに、大型船は礁湖の中には入ることが出来ず、かといって島の周囲はすぐに深海になるために適当な碇泊地が全く存在しない。このため、母船は錨を降ろすことが出来ず、徐航したり漂流したりしながら島と適当な距離を保ち続けるほかなかったという。また、起重機船2隻・台船2隻・曳船および運搬用小蒸気船15隻も送り込まれている。
この間、1939年7～9月の第2回工事と1940年6～7月の第5回工事では作業中に台風に襲われており、特に第5回工事では、7月10日前後に襲った台風のため、曳船1隻・台船2隻・起重機船2隻が難破・流失するという事故が起きている（なお、このうち台船1隻は、翌1941年5月27日、紀州大王岬南方200kmの地点で紀州引本の漁船に偶然発見されている）。また、1941年2～4月の第6回工事でも、4月3日に礁内に繋留していた曳船1隻が沈没する事故が起きている。
なお、北河政明は、1941年の工事で「作業初頭に当りて〔サイパン〕島民1人を作業中に失」ったと記しており、佐藤智之も「2名の尊い犠牲」が出たと記している。従って、名前も、詳しい経緯も、正確な人数さえもはっきりしないが、犠牲者が出ていることは間違いない。ここまで曖昧なことしか記録に残されていないのは、彼等がサイパン島民の労務作業員であったからであろうか。
※この項目は主に、この工事に関する基本文献である北河政明「沖ノ鳥島に関する調書」・佐藤智之「沖ノ鳥島秘聞」に拠り、須田皖次「沖の鳥島夢物語」・進士晃「沖の鳥島」・倉田洋二「熱帯の島 沖ノ鳥島」等を参考とした。
沖ノ鳥島はアジア・太平洋戦争の最中にアメリカ海軍の攻撃を受けたといわれている。
1957（昭和32）年に書かれた須田皖次「沖の鳥島夢物語」に、「大戦中米海軍の砲撃を受け、北露岩はもとより水上に出た〔灯台の〕基礎までが沈没してしまいました」という記述があるが、北岩も灯台基盤も現存しているので、少なくとも後半は何かの誤解と思われる。
ただし、露岩保全工事中の1988（昭和63）年、地盤調査中に、観測所基盤跡から「玉石と似たような感じのラグビーボール型の爆弾がたしか２個ぐらい」発見されており（『沖ノ鳥島災害復旧工事誌』所収「施行座談会」, p.410. 男澤和博・元海岸課長の発言）、海上自衛隊は7月9日にこの不発弾（砲弾？）の回収処理を行っている。従って、どうやら何らかの攻撃を受けたことは事実らしい。
須田は続けて「これで沖の鳥島も世人から忘れられる事になりそうです」と書いているが、そうはならなかったことは周知の通りである。