สถานีตำรวจภูธรเกาะจันทร์ ตั้งอยู่เลขที่ 100 หมู่ที่ 5 (บ้านสามแยก) ตำบล ท่าบุญมี อำเภอเกาะจันทร์ จังหวัดชลบุรี ในที่ดินราชพัสดุเลขที่ 20246 เนื้อที่ 10 ไร่ 91 ตารางวา ซึ่งเดิมที่ดินบริเวณดังกล่าวเป็นของนายสนอง เอี่ยมโอภาส คหบดี บ้านสามแยก ได้ยกที่ดินให้ทางราชการจัดสร้างสถานีตำรวจภูธรขึ้นเมื่อปี พ.ศ.2504 และมีประกาศ กระทรวงมหาดไทย ลงวันที่ 19 มีนาคม 2530 ให้จัดตั้งสถานีตำรวจภูธรตำบลท่าบุญมีขึ้น มีเขตอำนาจรับผิดชอบการสอบสวนและปกครองในเขตพื้นที่ 2 ตำบล คือตำบลท่าบุญมี และตำบลเกาะจันทร์ ของอำเภอพนัสนิคม จังหวัดชลบุรี
ต่อมากระทรวงมหาดไทย ได้มีประกาศ ลงวันที่ 1 มิถุนายน 2540 เรื่อง แบ่งเขตท้องที่อำเภอพนัสนิคม จังหวัดชลบุรี ตั้งเป็นกิ่งอำเภอเกาะจันทร์ มีเขตปกครอง 2 ตำบล คือตำบลเกาะจันทร์ และตำบล ท่าบุญมี ตั้งแต่วันที่ 1 กรกฎาคม 2540 และประกาศกระทรวงมหาดไทย ลงวันที่ 9 กุมภาพันธ์ 2541 เรื่อง ยกเลิกสถานีตำรวจภูธรตำบลท่าบุญมี และให้บรรดากิจการของสถานีตำรวจภูธรตำบล ท่าบุญมี โอนไปเป็นกิจการของสถานีตำรวจภูธร กิ่งอำเภอเกาะจันทร์และได้เปลี่ยนชื่อเรียกหน่วยงาน
ตามมติ ก.ตร.(ฉบับที่ 2) ในการประชุมครั้งที่ 11/2550 เมื่อวันที่1 สิงหาคม 2550 และประกาศสำนักงานตำรวจแห่งชาติ เรื่องการกำหนดหน่วยงานและเขตอำนาจความรับผิดชอบ หรือเขตพื้นที่การปกครองของส่วนราชการในสังกัดกองบัญชาการตำรวจนครบาล และตำรวจภูธรภาค 1 ถึง 9 ซึ่งประกาศในราชกิจจานุเบกษา เล่ม 124 ตอนพิเศษ 139 ง ลงวันที่ 26 กันยายน 2550 ทำให้สถานีตำรวจมีชื่อเรียก “สถานีตำรวจภูธรเกาะจันทร์” ในปัจจุบัน