Por decreto de 22 de julho de 1863, foi criado o Museu de Marinha, por iniciativa de D. Luís. O pai deste monarca, o rei-consorte D. Fernando II era bastante interessado por questões culturais, tendo certamente procurado incutir esse gosto nos seus filhos. O seu filho primogénito, D. Pedro V, demonstrou, no seu curto reinado, um elevado interesse pelas questões culturais e artísticas. D. Luís, como filho segundo, seguiu a carreira das armas, como oficial de Marinha. Porém, a morte prematura do irmão levou-o a abandonar essa carreira, tornando-se rei. O seu profundo conhecimento da realidade naval, por um lado, e a elevada cultura que possuía, por outro, permitem perceber a criação do Museu de Marinha durante o seu reinado.
O Museu deveria ficar instalado junto da Escola Naval e teria uma função essencialmente didática. Para constituição do espólio inicial do Museu de Marinha foram recolhidos os modelos de navios do Palácio da Ajuda, que D. Maria II doara à Academia Real de Guardas-marinhas. A Coleção deveria ainda ser enriquecida com peças da própria Escola Naval que já não eram usadas.
Em 18 de abril de 1916 ocorreu um incêndio na Sala do Risco, onde funcionava a Escola Naval. O fogo consumiu grande número de peças do espólio museológico. O Museu manteve-se em funcionamento junto da Escola Naval, exibindo aquilo que restou do espólio. Entretanto, foi conhecendo diversas designações. Em 1934 chamava-se Museu Naval Português e continuava a funcionar integrado na Escola Naval. Data deste mesmo ano a mais antiga referência à intenção de deslocar o museu para os Jerónimos.
Em 1936 a Escola Naval passou a funcionar no Alfeite. Nessa altura o museu separa-se definitivamente da Escola Naval, mantendo-se na Sala do Risco. Foi seu diretor, o Capitão-de-mar-e-guerra Henrique Quirino da Fonseca, que era simultaneamente o diretor da Biblioteca de Marinha.
Em 1948 ocorre a doação da extraordinária coleção de Henrique Maufroy de Seixas. Apaixonado pelo mar e por tudo o que com ele se relaciona, Seixas foi construindo, ao longo de mais de trinta anos, um autêntico Museu Naval, localizado na sua própria casa, onde dispunha de uma vasta equipa de modelistas que elaboravam os planos das embarcações, usando posteriormente esses planos para construção dos modelos. Alguns destes modelistas integraram, mais tarde, as oficinas do Museu de Marinha. Para além de modelos, a coleção Seixas incluía outras peças, bem como um riquíssimo espólio fotográfico, composto por cerca de 20.000 chapas fotográficas.
Esta doação teve consequências na localização do Museu. Seixas imporá, como condição, que as peças que doava deveriam ser exibidas num local com dimensão e dignidade condizentes. Começou-se a procurar um edifício em Lisboa que permitisse receber a coleção em condições e o Estado doou um palácio para este efeito. Assim, em abril de 1949, o Museu de Marinha abriu ao público, no Palácio do Conde de Farrobo, nas Laranjeiras, agora renovado com a coleção Seixas.
No entanto, a instalação naquele local era provisória. Foram nomeadas comissões, em 1954 e em 1956, para estudar a possibilidade de transferir o espólio, definitivamente, para o Mosteiro dos Jerónimos. Em 1959 deu-se mais uma alteração legislativa, que reorganizou o Museu e lhe atribuiu o nome que já anteriormente tivera: Museu de Marinha. Esta designação mantem-se até aos nossos dias.
Finalmente, em 15 de agosto de 1962 foram inauguradas as novas instalações do Museu de Marinha no Mosteiro dos Jerónimos. Para esta mudança muito contribuiu o Almirante Américo Tomás, inicialmente como Ministro da Marinha e depois como Presidente da República.
Sendo um Museu “de” Marinha e não apenas “da” Marinha, nele se procura mostrar a Marinha no seu sentido lato, isto é nas várias vertentes: militar, comércio, pesca e lazer. Apesar de possuir peças mais antigas, por exemplo do Período Romano, o discurso museológico do Museu começa essencialmente no período áureo dos Descobrimentos Portugueses. A partir daí, conta a história da relação dos Portugueses com o Mar. Os objetos que ajudam a contar essa história são bastante variados: modelos de navios e embarcações reais, quadros e gravuras, condecorações e armas, cartas de navegar e instrumentos de navegação, fotografias e diplomas, entre muitos outros.