中央海军博物馆是俄罗斯最古老的博物馆之一，同时也是世界上最有威望的海军博物馆之一。博物馆的前身是圣彼得堡舰船模型图纸储藏室，早在彼得一世时期，于1709年1月13（24）日就曾被正式提及。这个模型储藏室位于曾建立“波罗的海舰队”的海军总部内。
1805年“海洋博物馆”正式成立，第一批展品正是模型储藏室内的收藏品。19世纪末已成为当时俄罗斯文化，学术中心的“海洋博物馆”在世界范围内也广为人知。
1908年博物馆成立200周年隆重庆典前夕被赋予了缔造者彼得大帝的名号。后历经数度更名最终在1924年确立名称 – 中央海军博物馆，其名称完全贴合博物馆内的展品。
1939年8月中央海军博物馆搬迁至列宁格勒最美丽的建筑物之一“比勒热涅”（位于瓦西里岛的古港口处）。1941年2月博物馆开启了几个新的展厅，但不幸地是仅仅四个月后卫国战争打响了第一枪。大部分珍贵的展品被转移到了乌里扬诺夫斯克。1946年7月展品再次被运回且再次为参观者打开大门。
上世纪80年代，从革命前算起博物馆首次在境外的展览及巨大发展不仅提升了其在俄国、同时也扩展了其在境外的知名度。
博物馆建成的三个世纪以来收集了无数珍贵的展现海军历史的素材。超过71万8千多件藏品，其中1万3千多件海军舰船设备，1万1千多件以上的冷热兵器，6万2千多件各种艺术油画，5万6千多件军装制服，奖章，勋章，肩章等，还有超过4万4千多分珍贵文件和手稿，此外还包括了大约30万多张珍贵照片和底片及近十万张各种图纸。
博物馆拥有全世界最丰富的舰船模型（接近2000多件），他们可以直观展示俄罗斯乃至全世界军事造船技术的历史。
在圣彼得堡，莫斯科和俄罗斯联邦的其他城市博物馆举办过上百起大型展出。除此之外中央海军博物馆和国外的其他相关博物馆也有着显著且密切的联系，博物馆参与展出的国家多达20多个。
中央海军博物馆分部：“阿芙乐尔”号巡洋舰，科朗施塔德要塞，潜水艇D-2“纳罗达瓦列茨”，“生命之路”- 2012年获得了博物馆分支的地位。后来又增加了“波罗的海舰队”博物馆（保吉斯克）和战争荣誉之舰“米哈伊尔·库图佐夫”（诺瓦拉茨斯克）。
2013年4月中央海军博物馆完成了收藏品转移并搬迁至修复中心“克留果夫斯基兵营（海军兵营）”，同年开设六个展厅进行对外展出。直至2014年7月27日借着俄罗斯海军节之昔博物馆再次正式全面对外。
2019年暨博物馆成立310周年之计，博物馆又一次被赋予了彼得一世的名号，以俄罗斯皇家海洋博物馆的面貌再度示人，以纪念其缔造者的贡献。
