В 1722 г. вышел в свет «Регламент о управлении адмиралтейства и верфи», который гласил: «Когда зачнут который корабль строить, то надлежит приказать тому мастеру, кто корабль строит, сделать половинчатую модель на доске, и оную купно с чертежом по спуске корабля, отдать в коллегию Адмиралтейскую». Подобных полумоделей XVIII века, выполненных согласно «Регламенту», до нашего времени сохранилось порядка восьмидесяти.
Развитие судостроения привело к тому, что кораблестроительные модели стали постепенно заменять теоретическими чертежами. Коллекция потеряла своё практическое значение и в 1805 году была преобразована в «Морской музеум».
В 1900-1904 гг. экспозиция музея была значительно перестроена и расширена. В 1908 году, к своему 200-летию, музей получил имя Петра Великого.
С 1924 — Центральный военно-морской музей.
Первоначально музей располагался в здании Главного Адмиралтейства, а в 1939-1941 гг. переехал в здание бывшей Фондовой биржи.
В феврале 1941 года экспозиция была открыта в новых залах.
Экспозиция располагается в 9 залах:
Российский флот до 1917 года
Революционный флот
Советский флот в период Гражданской войны
Флот в начальный период Великой Отечественной войны
Советский флот в 1942—1943 гг.
Флот в 1944 году
Флот в 1945 году
«Курсом доблести и славы…» - После 1945 года
800 тыс. музейных предметов. В 2010 запланирован переезд музея в Крюковские казармы (рядом с пл.Труда)