Por decreto de 22 de julho de 1863, foi criado o Museu de Marinha, por iniciativa do rei D. Luís I.
O Museu deveria ficar instalado junto da Escola Naval, tendo 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.
D. Luís I, sendo filho segundo, tinha em jovem seguido a carreira das armas, como oficial de Marinha. Porém, a morte prematura do irmão obrigou-o a abandonar essa carreira, tornando-se rei. A fase inicial da sua vida, contudo, deu-lhe um profundo conhecimento da realidade naval o que, juntamente com a elevada cultura que possuía, permitem perceber a criação do Museu de Marinha durante o seu reinado.
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. Apesar da destruição, o Museu manteve-se em funcionamento no mesmo local, mesmo quando a Escola Naval se deslocou para o Alfeite, em 1936. Em 1949, o Museu de Marinha foi instalado no Palácio dos Condes de Farrobo, nas Laranjeiras, em Lisboa, após a doação da extraordinária coleção de Henrique Maufroy de Seixas.
No entanto, a instalação naquele local seria apenas provisória, pelo que, em 1954 e 1956 foram nomeadas comissões para estudar a possibilidade de transferir definitivamente o Museu de Marinha para o Mosteiro dos Jerónimos. Esta mudança concretizou-se a 15 de agosto de 1962, permanecendo o Museu de Marinha nesse local até aos nossos dias.