Parterul muzeului este dedicat expunerii celor mai importante momente din evoluția Marinei din antichitate și evul mediu istorisind povestea navigației pe meleagurile autohtone. Perioada antică este ilustrată cu ajutorul hărților din piatră, a machetelor unor corăbii grecești și romane, mulajelor de pe Columna lui Traian și chiar a unor luptători daci și romani în mărime naturală, dar și a unor ancore și amfore originale, descoperite pe fundul Mării Negre. Pot fi văzute amfora cu seu de oaie din sec. III d.H., monoxila din secolul al XV-lea, caseta cu instrumente de navigație din sec. XVI-XVII, arme albe, monede.
Epoca medievală este foarte bine ilustrată și se leagă în principal de domniile lui Mircea cel Bătrân și Ștefan cel Mare. În cadrul acestei secțiuni sunt expuse machete ale unor corăbii, mijloace tradiționale de navigație, decoruri ale unor nave, o trusă de navigație care conține piese extrem de rare. La etajul muzeului sunt evocate evoluția porturilor și șantierelor navale românești, dezvoltarea parcului de nave al Serviciului Maritim Român, Navigației Fluviale Române, precum și a companiilor de navigație din perioada contemporană.
Un loc de seamă printre exponatele muzeului îl ocupă cele din colecția de navomodele, cuprinzând 150 de machete ale navelor militare și civile care au alcătuit flota românească de-al lungul istoriei.
De asemenea, o importantă colecție de uniforme de marină este deținută de acest muzeu — peste 50 de ținute complete ale marinei militare și comerciale și numeroase accesorii de uniforme, însumând circa 500 de piese care sunt oglindite procesul evolutiv al uniformelor de marină, bogăția și diversitatea acestora. Poate fi văzută aici prima ținută oficială a marinarilor români datând din 1850, an în care a fost introdusă uniforma.
Muzeul dedică o colecție specială personalităților care au făcut istorie în Marina Română și care și-au legat numele pentru veșnicie de acest domeniu printre care: marinarul scriitor, Jean Bart, care în anul 1932 a făcut demersuri pentru înființarea unui muzeul al marinei la Constanta, și cel al ofițerului Dimitrie Știubei, pictor îndrăgostit de peisajul marin.
În parcul muzeului sunt expuse în aer liber nave de luptă, motoare navale, ancore și elice, precum și piese de artilerie navală.
Muzeul Marinei Române a fost reconfirmat, prin Legea nr. 311/2003 a Muzeelor și colecțiilor publice, ca muzeu de importanță națională, al doilea din cadrul Ministerului Apărării Naționale și singurul din Dobrogea.
Din anul 2004, se află pe lista monumentelor istorice aprobată prin Ordinul Ministerului Culturii și Cultelor nr. 2314 din 08 iulie. (Agenţia Naţională de Presă AGERPRES)