Fyren i Sandhammaren tändes första gången den 10 oktober 1862. För att det fasta skenet från Sandhammarens fyr inte skulle förväxlas med fyrarna på Bornholm och Christiansö, uppfördes två fyrar på Sandhammaren.
Ett problem på sandhammaren var de lösa grundförhållandena på sanddynerna, som inte medgav uppförande av fyrtorn av sten, som var det vanliga byggnadssättet då. Problemet löstes av kaptenen och överingenjören Nils Gustaf von Heidenstam, som efter att ha studerat liknande konstruktioner i bl.a. England och USA, skapade en konstruktion av järn som var lämplig för lösa grundförhållanden. De två fyrarna är tillsammans med fyren på Häradskär de första av Heidenstams konstruktion. Tornet är 29,4 meter högt, och dess lyshöjd över havet är 31 meter. Lysvidden är 22 nm.
De två fyrarna var ursprungligen utrustade med rovoljelampor och andra ordningen (1400 mm)dioptrisk trumlins. 1891 försågs den södra fyren med ny, på koniska stålrullar roterande, linsapparat, som gav blänk var femte sekund. Uret, som drev linsapparaten, var försett med ett 140 kg tungt lod. Kullagerrotation installerades 1942 och elektrisk drivanordning 1952.
När den södra fyren försågs med blänk 1891 blev den norra fyren överflödig och släcktes. Den demonterades 1904 för att efter anpassning monteras upp i Pite-Rönnskär. Bland annat försågs den med tilläggs- sektioner, som ger den en höjd av 37 meter, och därmed Sveriges högsta Heidenstamfyr.
1887 byttes rovoljelamporna ut mot fotogenlampor. Som första
fyr i Sverige fick fyren i Sandhammaren Luxljus 1902. 1942
elektrifieras fyren och
mistsignalstationen, och 1950 erhålls reservkraft för
fyrljus och radiofyr, som
installerats 1949.
1971 automatiseras fyren delvis, och helautomatiserades samt
avbemannades 1976. Den siste fyrvaktaren lämnade Sandhammarens fyr 1979. Den
fjärrövervakas numera av
Sjöfartsverket i Norrköping.
SMHIs verksamhet upphörde
1995, då deras station
flyttades och hel- automatiserades.