Музей обладает одной из богатейших среди морских музеев мира коллекцией моделей кораблей. Ценнейшие из них — модель английского 100-пушечного корабля "Ройял Соверейн", изготовленная в 1695 году и подаренная английской королевой Анной русскому царю Петру I, один из старейших макетов в мире — модель мальтийской галеры 1568 года, модель французской галеры эпохи Людовика XIII, модель фрегата собственноручной работы Петра I.
Внутри здания музея располагается также собрание крупных макетов кораблей в количестве 7 единиц, исполненных в масштабе 1:12 и экспонирующихся в зале истории русского флота. Возраст этих моделей достигает двухсот лет. Модели рассматривались и утверждались императором. Во внутренних помещениях музея укреплены подлинные носовые украшения русских боевых кораблей XIX столетия, созданные знаменитыми скульпторами Н.С. Пименовым, П.К. Клодтом, М.О. Микешиным. Кроме этого, в музее хранится мемориальная мебель — адмиралтейское кресло Петра I, морской трон Екатерины Великой, мебель адмирала Макарова, с императорских яхт, а также старинная мебель специального изготовления. Например, стеклянные шкафы в фондохранилище были изготовлены в ХVIII-ХIХ вв. из ценных пород дерева, и сейчас являются ценнейшими представителями антиквариата.
Значимость коллекций ЦВММ подтверждается тем, что именно в его собрании находится подлинный "адмиралтейский кораблик" со шпиля Главного Адмиралтейства в Санкт-Петербурге — на протяжении почти двух столетий считающийся самым известным символом города на Неве. Во все времена музей занимал видное место в общественной жизни, и ему было предоставлено одно из лучших архитектурных мест Ленинграда. Государством на музей возлагалась миссия сохранения славной истории и боевого духа отечественного Военно-морского флота. Это служило базой для военно-патриотического воспитания молодого поколения. Всю свою трёхсотлетнюю историю Морской музей находился в центральной части Санкт-Петербурга, в здании Адмиралтейства и в здании бывшей Фондовой Биржи и традиционно формировал облик исторического центра города, олицетворяя собой притягательную морскую силу города. В праздники перед порталом здания Морского музея создавалась большая сцена, и проходили многотысячные торжества. В это время на Неве стояли боевые корабли, а вечером в небе над городом зажигался праздничный фейерверк. Над зданием музея развевался Андреевский флаг. Так было и в 2012 году. Но на запачканных дверях музея при этом висела маленькая страшная надпись: "Музей закрыт, переезжает". Уничтожение уникального музея на Васильевском острове — это преступление.
Еще в 1996 году, шестнадцать лет назад, здание музея было передано в аренду на 49 лет Товарно-фондовой бирже "Санкт-Петербург" — по инициативе А. Собчака, как сообщил глава биржи В. Николаев. При этом было решено выселить Центральный военно-морской музей России из здания, где он располагался 70 лет. Власти обещали построить для музея здание в устье реки Смоленки. Сейчас стало ясно, что ничего путного для музея "господа" строить не будут, а для биржи было "отгрохано" огромное здание на Большом проспекте Васильевского острова с грубым нарушением высотных регламентов. Часть этажей разобрана по требованию народа. При этом в здании биржи хотели разместить "Музей современного искусства" или передать его Эрмитажу для создания экспозиций регалий и реликвий. Сегодня здание Биржи не нужно никому.
Афера со строительством нового современного здания музея в устье Смоленки провалилась, и были приняты иные меры. По инициативе бывшего тогда министром обороны РФ А. Сердюкова решено передать Военно-морскому музею здание Крюковых казарм, которые являются старой "градостроительной пробкой" на площади Труда. Еще до революции зодчие предлагали убрать казармы, чтобы раскрыть пространство площади в сторону Никольского собора и Мариинского театра. Сегодня эти постройки не нужны никому. "На тебе, Боже, что мне негоже" — таково решение Министерства обороны РФ по уникальному Центральному военно-морскому музею России.
Крюковы казармы расположены далеко от станций метрополитена. С обеих сторон вдоль здания проложены автомобильные трассы; мест для организации стоянки экскурсионных автобусов на площади Труда недостаточно. Главный вход в музей организован с бокового фасада здания, выходящего прямо на проезжую часть набережной Крюкова канала. И в целом архитектурное решение Крюковых казарм не позволяет музею с мировой известностью там находиться.
Проект реконструкции Крюковых казарм ведет фирма ООО "Архитектурное Бюро "АМ — Интарсия". Авторы изначально с восторгом заявляли, что объект, который они создают, будет в ансамбле с "грандиозным культурным комплексом", который будет выполнен по проекту британского архитектора Нормана Фостера на средства инвесторов РФ. Эта афера закончилась бесславно для города, сэра Фостера и "инвестора" Чигиринского. До сих пор стоит разрушенный комплекс Новой Голландии — громадное архитектурное кладбище в центре Санкт-Петербурга.