A construção do farol do Cabo de Santa Maria data do ano de 1851. A incumbência da sua edificação pertenceu a Gaudêncio Fontana, apesar de ser Ipácio Vielle quem já dirigia  o serviço de faróis nessa altura.

 Decidiu-se implantar este farol no extremo Sudoeste da Ilha da Culatra - uma estreita faixa de terra, com três povoações, apenas acessível por barco a partir de Olhão. Dada esta localização, facilmente se poderá aquilatar das dificuldades que envolveram a construção do farol.

Apesar destas contrariedades, estas não foram impeditivas do facto do farol ter sido o primeiro a receber um aparelho lenticular de Fresnel de 2ª ordem – distância focal de 700 mm.

Passados catorze anos sobre a sua construção, era assim descrito:

«… está construido este pharol em uma restinga de areia ou cabedelo proximo da barra que dá entrada para os dois portos de Faro e Olhão.

(...)

A luz d´este pharol é fixa e branca e transmitida por um apparelho lenticular de Fresnel de segunda ordem, construido em Londres, com candieiro de deposito superior. O seu alcance medio é de 15 milhas, posto que possa avistar-se a uma distancia superior a 20 milhas, logo que seja melhorada.

A lanterna que abriga este apparelho, por ser feita em Lisboa pelo antigo systema das que existem nos pharoes de candieiros de Argand com reflectores, tem as chapas de ferro nos angulos muito largas e as vidraças de pequenas dimensões, o que faz diminuir muito a emissão dos raios luminosos, principalmente quando os navios estão na direcção dos referidos angulos, occasião esta em que o alcance e a intensidade da luz são muito diminutos. Esta lanterna tem 6 metros de altura e seis faces de 1m,74 de largura.

(...) o edificio em que assenta a lanterna é uma torre formada de quatro corpos circulares: o primeiro, contando da base, é um cilindro de 7m,63 de raio e 3m,95 de altura, com um telhado em roda da parte inferior do segundo, servindo de alojamento para os pharoleiros e deposito para azeite, que existe em uma casa de passagem e não tem tanques de pedra, os quaes se acham substituidos por cinco talhas de folha que levam cada um 18 almudes ou 1525L,5. O segundo corpo é tambem um cylindro de 4m,18 de raio e 5m,28 de altura, com uma varanda de ferro na parte superior. O terceiro é outro cylindro de 3m,52 de raio e 4m,22 de altura, e serve de base a uma pyramide conica troncada com 14m,65 de altura, que acaba por uma cimalha com varanda de ferro, dentro da qual se eleva uma cortina de cantaria que serve de socco à lanterna.

A altura de todo este edificio, desde a base do primeiro corpo até ao vertice da lanterna, é de 35m,55. (...)»

Durante largos anos, até 1966, foi necessário levar a cabo diversas obras de defesa do farol, pois o mar constituiu sempre uma forte ameaça para a base da torre e poderia comprometer irreversivelmente a existência do farol, naquele local. Assim, em 1922  a torre foi aumentada em 12 metros, ficando com 46 metros de altura. O aparelho óptico foi substituído por outro de 3ª ordem, grande modelo, de rotação, tendo como fonte luminosa  um candeeiro de nível constante a petróleo, substituído em 1925 pela incandescência pelo vapor de petróleo.

A rotação da óptica era conseguida através de um mecanismo de relojoaria.

Por acção do vento, e talvez devido ao aumento da torre, em 1929 começaram-se a sentir oscilações anormais ao nível da lanterna, tornando-se necessário proceder à consolidação da torre, em toda a sua extensão. Foi então construído um esqueleto exterior de gigantes pilares ao longo de toda a altura da torre e cintas envolventes adequadamente espaçadas, de cimento armado.

Em 1949, o farol foi electrificado através de grupos electrogéneos passando  a fonte luminosa a ser a incandescência eléctrica. Foram também montados painéis adicionais ao aparelho lenticular, dando-lhe a característica de aeromarítimo e instalado um radiofarol.

Em 1995 foi iniciada uma obra de grande envergadura de consolidação da torre, a qual exigiu a desmontagem da lanterna para posterior assentamento uma vez concluída a intervenção. Provisoriamente, durante a realização das obras, foi montado um farol (PRB 46) no topo  sul de um  andaime.

Em 2001, o radiofarol foi desactivado pelo facto de ter deixado de ter interesse para a navegação – cumprindo com a política de radionavegação do nosso país e também, a exemplo do que sucedeu com a maior parte dos países de todo o mundo, que extinguiram os seus radiofaróis.