Quy hoạch chi tiết 1/500 khu công viên Bàu Sen tọa lạc tại phường Thắng Tam, TP. Vũng Tàu đã được UBND tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu phê duyệt từ năm 1994. Tháng 11/2009, giai đoạn 1 Dự án Công viên Bàu Sen gồm: Nạo vét lòng hồ và xây bờ kè, lan can xung quanh hồ được triển khai và hoàn thành vào đầu năm 2011. Tháng 5/2018, UBND tỉnh tổ chức cuộc họp thông qua phương án điều chỉnh quy hoạch chung TP. Vũng Tàu, giữ nguyên tính chất khu vực công viên Bàu Sen là công viên công cộng.
Theo đó, UBND tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu đề nghị TP. Vũng Tàu tăng diện tích đất bố trí tái định cư, hạn chế thu hồi đất của người dân trong vùng dự án. Phần diện tích quy hoạch đất ở hiện trạng, cải tạo, chỉnh trang, đất công trình dịch vụ công cộng, thương mại, nhà ở tái định cư… được quy hoạch tại một phần mặt tiền đường Võ Thị Sáu đoạn đối diện Trường Huỳnh Khương Ninh tới đường Hoàng Hoa Thám, toàn bộ khu vực đường Hoàng Hoa Thám, một phần đường Xô Viết Nghệ Tĩnh và khu đất tại góc đường Lê Hồng Phong - Võ Thị Sáu.
Công viên Bàu Sen sẽ mang tính chất là công viên vui chơi giải trí, không gian xanh, hồ cảnh quanh, hồ điều hòa của thành phố; trong đó có dành quỹ đất phù hợp để đầu tư xây dựng khu nhà ở phục vụ cho các đối tượng tái định cư tại chỗ. Trong khu vực công viên sẽ được quy hoạch cụ thể, rõ ràng các phân khu chức năng; quy hoạch không gian kiến trúc cảnh quan, hạ tầng kỹ thuật…
Hồ Bàu Sen được xem như “lá phổi” của TP. Vũng Tàu, có chức năng điều hòa khí hậu, tạo cảnh quan và thoát nước cho thành phố. Thời gian qua, lãnh đạo tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu và TP. Vũng Tàu đã quan tâm chỉ đạo thực hiện dự án “Hạ tầng kỹ thuật Công viên Bàu Sen”. Tuy nhiên, do nhiều nguyên nhân khác nhau, một số hạng mục đầu tư đã xuống cấp. Hiện TP. Vũng Tàu đang triển khai việc duy tu các hạng mục hư hỏng, đồng thời, thực hiện các thủ tục để tiếp tục đầu tư dự án Công viên Bàu Sen.