Ya durante el período de la Colonia, la caleta El Membrillo, emergía como sitio de actividad de pesca en la región. Primero fue usada por los indígenas changos o uros de la costa, quienes se desplazaban desde el río Loa hasta el Aconcagua. Los changos, cuyo nombre derivaría de la expresión quechua pequeño, eran comunidades de pescadores nómadas que se dedicaban a la pesca y a la caza de lobos marinos.
El nombre genérico de la pequeña ensenada procede de la plantación de membrillos que existían en los faldeos de las elevaciones contiguas, y además de ser un sitio pesquero, también era un lugar de esparcimiento.
Una vez inaugurada la avenida Altamirano, en 1930, el acceso costero inmediato a la caleta se colmó de figones, pequeñas fondas y quintas de recreo, los que con los años han dado origen a tabernas y restaurantes más establecidos, considerados hoy, sitios de interés turístico por la variedad de platos regionales con productos marinos que ofrecen a los visitantes.
En la actualidad se pueden apreciar, en el área lindante, las labores de traslado y estacionamiento de las lanchas de pesca, algunas de las instalaciones de las universidades de Valparaíso y Católica y una nutrida variedad de aves marinas, tales como gaviotas, pelícanos, albatros, petreles y cormoranes.
