กองอุทยานแห่งชาติ กรมป่าไม้ จึงได้มีคำสั่ง ที่ 82/2523 ลงวันที่ 14 มกราคม 2523 ให้นายสมบูรณ์ วงศ์ภักดี ออกไปทำการสำรวจพื้นที่ป่าไม้บริเวณเขาแหลมหญ้าและบริเวณข้างเคียง ท้องที่บ้านเพ อำเภอเมือง จังหวัดระยอง เพื่อกำหนดเป็นอุทยานแห่งชาติ และให้ทำการจัดตั้งเป็นวนอุทยานเขาแหลมหญ้า ซึ่งจากการสำรวจของสมบูรณ์ วงศ์ภักดี พบว่า เขาแหลมหญ้าประกอบด้วยเขาดินลูกรังเตี้ยๆ ชายทะเลทางทิศตะวันตก มีหาดทรายกว้าง และทอดตัวโค้งยาวออกไปสวยงามมาก น้ำทะเลใสจนสามารถมองเห็นแนวปะการังที่สวยงามได้อย่างชัดเจน เกาะเสม็ดประกอบด้วยหาดทรายขาวรอบเกาะ เป็นหาดทรายที่สวยงาม เหมาะแก่การท่องเที่ยวพักผ่อน ทั้งมีเกาะเล็กเกาะน้อยที่มีหาดทรายและธรรมชาติสวยงาม เหมาะสมต่อการจัดตั้งเป็นอุทยานแห่งประเทศไทย กองอุทยานแห่งชาติ กรมป่าไม้ ได้นำผลการสำรวจเสนอคณะกรรมการอุทยานแห่งชาติ ซึ่งมีมติในการประชุมครั้งที่ 4/2523 เมื่อวันที่ 23 ธันวาคม 2523 เห็นสมควรให้ออกพระราชกฤษฎีกากำหนดบริเวณที่ดินป่าเขาแหลมเทียน เขาเปล็ด เขาแหลมหญ้า เกาะเสม็ด และเกาะใกล้เคียง ในท้องที่ตำบลเพ อำเภอเมืองระยอง และตำบลแกลง อำเภอแกลง จังหวัดระยอง เนื้อที่ประมาณ 81,875 ไร่ หรือ 131 ตารางกิโลเมตร ให้เป็นอุทยานแห่งชาติ โดยประกาศในราชกิจจานุเบกษา ฉบับพิเศษ หน้า 6 เล่ม 98 ตอนที่ 162 ลงวันที่ 1 ตุลาคม 2524 นับเป็นอุทยานแห่งชาติลำดับที่ 34 ของประเทศ
สถานที่น่าสนใจบนเกาะเสม็ด และเกาะใกล้เคียง ส่วนใหญ่อยู่ทางด้านตะวันออกของเกาะ แต่ละหาดอยู่ในอ่าวเล็ก ๆ มีความยาวประมาณ 200 เมตร เรียงตามลำดับจากทิศเหนือไปทิศใต้ ดังนี้ หาดทรายแก้ว หาดหินโคร่ง หาดคลองไผ่ อ่าวพุทรา อ่าวทับทิม อ่าวนวล อ่าวช่อ อ่าวคอก อ่าวเทียน อ่าวหวาย อ่าวกิ่วหน้านอก อ่าวกะรัง ทางด้านตะวันตกมีหาดทรายอยู่แห่งเดียว คือ ที่อ่าวพร้าว จากหาดทรายแก้วและหาดวงเดือน สามารถเดินทางไปหาดอื่น ๆ ได้โดยใช้บริการรถรับจ้าง หรือเดินเท้าไปเอง สถานีเพาะพันธุ์ปลา กรมประมง ตั้งอยู่บริเวณอ่าวน้อยหน่า เป็นสถานีทดลองเล็กๆ ซึ่งมีกระชังทดลองเพาะพันธุ์ปลาทะเลที่ยังไม่สามารถผสมพันธุ์ได้ เกาะกุฎี หรือเกาะกุด เกาะกุฎี หรือเกาะกุด เป็นเกาะหนึ่งในวรรณกรรมของสุนทรภู่ อยู่ทางทิศตะวันออกของเกาะเสม็ด ห่างจากฝั่งประมาณ 6 กิโลเมตร มีเนื้อที่ประมาณ 63 ไร่ ใกล้กับเกาะกุฎีมีเกาะขนาดเล็กอีก 2 เกาะ คือ เกาะท้ายค้างคาวและเกาะถ้ำฤาษี มีหาดทรายสวยงามเหมาะแก่การเล่นน้ำ ตั้งแค้มป์ปิ้ง มีหน่วยพิทักษ์อุทยานตั้งอยู่โดยรอบเกาะมีแนวปะการัง สามารถติดต่อเช่าเรือจากบ้านเพได้ บนเกาะไม่มีบริการบ้านพักสำหรับนักท่องเที่ยว แต่มีเต็นท์ให้เช่า ราคา 200 บาท/คน/คืน ในกรณีที่นักท่องเที่ยวนำเต็นท์ไปเองเสียค่าพื้นที่กางเต็นท์ 20 บาท/คน/คืน เกาะกรวย เกาะขาม และเกาะปลาตีน เป็นเกาะที่อยู่ทางตอนเหนือของเกาะกุฎี ประมาณ 600 เมตร เป็นเกาะที่สวยงาม มีปะการัง และสามารถตกปลาได้ เกาะทะลุ ห่างจากเกาะกุฎี ไปทางทิศตะวันออกประมาณ 6 กิโลเมตร มีพื้นที่ 69 ไร่ สภาพพื้นที่ส่วนใหญ่เป็นป่าทึบ ทิศตะวันตกเป็นผาหินสูงชัน ด้านทิศตะวันออกและทิศใต้มีหาดทรายขาวสะอาด เกาะทะลุมีนกนางนวล ค้างค้าวแม่ไก่ อยู่เป็นจำนวนมาก และมีเต่าทะเลบางชนิดอาศัยอยู่ นอกจากนั้นมีปะการังที่อุดมสมบูรณ์สูงอยู่รอบ ๆ เกาะและเป็นแหล่งเหมาะแก่การดำน้ำลึกอีกแห่งหนึ่ง กิจกรรมดำน้ำ ตกปลา บนเสม็ดมีบริการเรือพาดำน้ำ ตกปลา (ควรเตรียมอาหารพร้อมเครื่องดื่มไปด้วยเนื่องจากบนเกาะไม่มีสิ่งอำนวยความสะดวก)
สถานที่ติดต่อ อุทยานแห่งชาติเขาแหลมหญ้า-หมู่เกาะเสม็ด 79 ม.1 บ้านก้นอ่าว ถ.หาดแม่รำพึง-เพ ต.เพ อ. เมืองระยอง จ. ระยอง 21160