Osmanlı İmparatorluğu’nun denizaşırı topraklarının genişlemesiyle ve Akdeniz kıyılarındaki fetihler çoğaldıkça arttı. Divan-ı Hümayun’a üye olarak katılır, Osmanlı İmparatorluğu’nun “deniz eyaletleri” diye adlandırılan eyaletlerini (Cezayir, Tunus,Trablusgarp, Akdeniz adaları) doğrudan ya da denizci paşalar aracılığıyla denetimleri altında tutarlardı. Başlangıçta Gelibolu’da daha sonraları İstanbul’da Kasımpaşa’da oturan ve semt ile tersanenin güvenliğinden sorumlu olan kaptanıderyaların unvanı Tanzimat döneminde kaldırıldı.

İlk Osmanlı deryabeyleri, sancak yöneticiliği de yapıyorlardı. Osmanlı deniz üssü İzmit’ten Gelibolu’ya taşındıktan sonra deryabeyine kaptan-ı derya da denmeye başladı. II. Mehmed döneminde donanma güçlü bir yapıya ve örgüte kavuşurken, kaptan-ı deryanın yetkileride artırıldı. 1533-34’te, Cezair-i Bahr-i Sefid ile Cezayir-i Garp bir yönetimde birleştirilerek Kaptanpaşa eyaleti oluşturulunca, kaptan-ı deryanın aynı zamanda bu eyaletin yöneticisi olması, eyalet işlerini de atayacağı bir vekille yürütmesi kabul edildi.Ama kaptan-ı deryalığın önem kazanması Barbaros Hayrettin Paşa’nın bu görevi yürütmesi sırasında oldu.16. yy’ın sonunda kaptan-ı deryalığa atananların vezirlik rütbesiyle Divan-ı Hümayun’a üye olarak katılmaları uygulaması başlatıldı.

Kaptan-ı derya, Donanma-yı Hümayun’un ve Tersane-i Amire’nin en büyük amiriydi.Denizcilikle bütün atamaları yapma, hüküm yazma ve tuğra çekme yetkisi vardı.Derya Kalemi’ne bağlı zeamet ve tımarların dağıtımını da o yapardı. Kaptan-ı deryalığa atanan kişi önce sadrazamın katında kürk giyer, sonra törenle Tersane-i Amire’ye gidip göreve başlardı.Bazen denizcilerden de atamalar yapılmakla birlikte, bu göreve çoğunlukla sivil ve asker vezirler getirilirdi. Donanmaının manevrası, kıyı ve açık deniz karakol hizmetlerini, Tersane-i Amire çalışmalarını planlamak kaptan-ı deryanın asıl görevleriydi.Tersane-i Amire’deki makamında şikayetleri dinleyen kaptan-ı derya, Haliç ve çevresinin güvenliğinden de sorumluydu. Tersane-i Amire alanlarındaki davalara doğrudan bakar, idam cezası da verebilirdi. Bazı davaları da kadıya havale ederdi.

Donanmayla denize açılacağı zaman, İstanbul’dan hareket etmeden önce Tersane-i Amire’de sadrazama teftiş verir, sonra onunla birlikte Topkapı Sarayı’na giderek padişahın katına çıkardı. Bu sırada donanma da saray açıklarında demirleyerek top atışıyla selamlama görevini yerine getirirdi. İstanbul’da olmadığı zamanlarda kaptan-ı deryaya tersane emini vekalet ederdi. En kıdemli yardımcısı tersane kethüdası, donanmadaki yardımcıları da kapudane, patrone, ve riyale idi. Kaptan-ı deryalık 1867’de kaldırılarak Bahriye Nezareti ve Kumanda Meclisi adında iki birim oluşturuldu. 1876’da ve 1878-80 arasında yeniden kurulduysa da, sonunda kaptan-ı deryanın asıl görevlerini bahriye nazırı üstlendi.