Der Große Hafen schließt sich im Westen an den Verbindungshafen an. An seiner Südseite wird er durch den Fliegerdeich vom Jadebusen getrennt. In diesem Bereich befinden sich Sportbootliegeplätze und -werften. Im Südwesten verschließt der Grodendamm die Durchfahrt zu den ehemaligen Hafenteilen, die heute den Banter See bilden. Auf der nördlich davon gelegenen Wiesbadenbrücke sind einige Unternehmen und die magnetische Messstelle der Marine angesiedelt. Im mittleren Teil des Hafenbeckens liegen die zu dieser Messstelle gehörenden Kabelschlaufen für die magnetische Vermessung und Behandlung von Kriegsschiffen.

An der Nordseite des Großen Hafens erstreckt sich der Bontekai, die Hafenpromenade Wilhelmshavens. Hier liegen einige Museumsschiffe und Gastlieger. Im Nordwesten, nördlich der Wiesbadenbrücke, mündet der Ems-Jade-Kanal in die Wilhelmshavener Häfen. Die ihn überspannende Deichbrücke ist die westliche Begrenzung des Großen Hafens.