20世紀50年代中期,菲律賓和當時的南越開始在南沙搞一些動作。1956年菲律賓航海家克洛馬宣布在南沙群島海域航行過程中“發現”“許多島嶼”,并將它們定性為“自由地”,菲律賓政府遂據此認為這些島嶼屬菲,企圖搶占部分南沙島礁。而菲政府對臺灣當局的南沙主權立場是知曉的,曾欲派官員赴臺灣協商南沙島礁歸屬問題。 1962年起,南越陸續占領了南子島、敦謙沙洲、鴻庥島、景宏島、南威島、安波沙洲,遭到了海峽兩岸的強烈反對和抗議。
更大規模的侵占浪潮發生在20世紀70、80年代。這與南沙附近海域油氣資源的發現,以及《聯合國海洋法公約》的談判與簽署有很大關系。20世紀60年代末,美國及聯合國多個調查機構宣稱,在南海大陸架上發現豐富油氣資源;而200海里專屬經濟區則是《聯合國海洋法公約》的最大制度創建之一。
在巨大資源前景的誘惑刺激下,越南、菲律賓、馬來西亞紛紛伺機在南沙奪島占礁。
當時的越南北方政權原本明確承認了中國對南海諸島的主權,但南北統一大勢確立后,北越隨即改變了立場與政策, 1975年先是以“解放”為名,占據了曾經被南越當局侵占的南沙群島6個島礁,后又陸續搶占了染青沙洲、萬安灘等18個島礁。1988年3月14日,越南還在赤瓜礁附近與中方爆發了海上沖突。
菲律賓陸續占據了費信島、中業島等8個南沙島礁,馬來西亞則侵占了彈丸礁、南海礁和光星仔礁。
這些國家都大幅調整了在南沙群島等問題上的原有立場,以制訂國內涉海法律、發表政治聲明等方式,紛紛正式提出對南沙群島的主權訴求,并且開始對南沙周邊的海域提出權益要求。
此段時期,美國通過外交詢問、申請測量、通報航行飛越計劃等方式,顯示了其承認中國對南沙群島主權的立場,臺灣當局還曾在南沙有關島礁上接待過美國軍事人員。對于菲律賓、越南等國在南沙奪島占礁的瘋狂舉動,美國長期未有明確態度,但曾多次向臺灣當局咨詢過對這些島礁主權歸屬問題的意見。美國的政策困境是,雖然基于道義和國際法理應承認中國對這些島礁的主權,但另一方面由于反共和推進亞太戰略的考慮,美國又不情愿讓中國大陸占有這些島礁,更不愿因此損害與菲律賓等盟友的關系。
而中國長期以來只有太平島在臺灣當局占領之下,中國大陸在20世紀80年代末開始控制并駐守較小的六個島礁,1994年在美濟礁上建筑了漁船避風設施。