El material destinado a la biblioteca pasó a formar parte de la del Depósito Hidrográfico y los instrumentos científicos, que ya estaban en Cádiz, pasaron al Real Instituto y Observatorio de la Armada.

Este memorial fue informado favorablemente por Fernández de Navarrete, a la sazón Director del Depósito Hidrográfico, abandonando, sin embargo, la idea enciclopedista del siglo anterior de incluir una biblioteca de Marina, pues este aspecto lo cubría ya la del Depósito Hidrográfico.

El contralmirante Julio Guillén Tato, director desde 1933 a 1972, verdadero creador y alma del nuevo centro, le dio la forma y organización plasmadas en el catálogo-guía de 1934 que, con ligeras variaciones, se ha mantenido hasta 1993.

Las salas del Museo están ordenadas cronológicamente, y contienen colecciones de objetos históricos de muy diversa índole, desde mapas, pinturas y grabados, hasta instrumentos de navegación, armas, uniformes y banderas que van desde el siglo XV hasta la actualidad.

También se guardan aquí varios grabados sobre embarcaciones del siglo XVI, realizados por Frans Huys según dibujos de Pieter Brueghel el Viejo.