Закритата постоянна експозиция на Военноморския музей е разположена на двата етажа на сградата. В две от залите на първия етаж са представени корабоплаването в Черно море и по българското крайбрежие в древността. Находки от морското дъно и възстановка на оръдейна палуба представят епохата на ветроходното корабоплаване. Уникални за България експонати са корабните носови фигури от различни исторически периоди.

Българското възраждане има своята проява и в морското дело. Свидетелство за това е най-ранната българска ценна книга – акция на Българското корабоплавателно дружество „Провидение”, съществувало през 60-те години на ХІХ век. Освен нея във витрините на зала 3 може да видите и модела на параход „Азис”, собственост на това дружество.

Руско-турската война от 1877–1878 г., която предизвиква обрат в историята на българския народ, се води и в морските пространства. В музея се пазят униформи на руския флот от епохата, предмети от руски и турски кораби, участвали във войната, както и образец на новото за този исторически период морско оръжие – прътовата мина.

Раждането на българския флот е веднага след Освобождението от турска власт (1878 г.), когато през 1879 г. в Русе е формирана Дунавската флотилия. Съхранени са елементи от оборудването и обзавеждането на първия военен кораб, построен за флота – княжеската яхта „Александър І” (1883 г.).

Оръжие от Сръбско-българската война от 1885 г. представя бойното кръщение на младия флот, каквото е участието му в тази война.

Развитието на флота в края на ХІХ век, разгръщането му на брега на Черно море водят до разширяване на структурите му и на корабния му състав. Моделът на учебния крайцер „Надежда” (1898 г.), оборудване от торпедоносците, отделни документи са свидетелства от този период.

Образците фарова оптика, изложени в музея, са от най-важните точки на българското крайбрежие от края на ХІХ и началото на ХХ век, а в отделна витрина се пазят корабни модели на първите постижения на корабостроенето на България след Освобождението. Тук е моделът на параход „Борис” (1894 г.) – първият кораб от състава на най-дълголетното корабоплавателно предприятие Българско търговско параходно дружество.

Представа за израстването и облика на формиращия се офицерски корпус в края на ХІХ и началото на ХХ век дават съхранените военноморски униформи на видни български морски офицери от това време, аксесоарите към форменото облекло, учебна литература, дипломи от българското Морско училище.

Зала 1 на втория етаж е посветена на участието на флота в Балканската война (1912 – 1913 г.) и в Първата световна война (1914 – 1918 г.). Лични вещи и отличия на офицери и редови моряци свидетелстват за достойните прояви на море в двете войни. Подчертана е успешната нощна акция на отряда български торпедоносци срещу превъзхождащия противник – турския крайцер „Хамидие”, на 8 ноември 1912 г. Експонати и илюстративен материал показват началото на българското подводно плаване и на водосамолетната авиация през Първата световна война.

Българска морска победа е потопяването на руския ескадрен миноносец „Лейтенант Пушчин” през 1916 г., за което напомнят открити на лобното му място, южно от Варна, предмети.

Една от видните личности в българската военноморска история е контраадмирал Иван Вариклечков. Той е първият български офицер с адмиралско звание, получено по време на действителна военна служба. Негова униформа и лични вещи са разположени в зала 2.

Тук може да се запознаете с организацията на Българския народен морски сговор, учреден през 1920 г. Неговите прояви са насочени към развитие на българската морска идея, а двигатели в дейността му са изявени личности във военния флот и в гражданските морски дейности. Ръстът на българското корабостроене и корабоплаване може да се види чрез корабните модели, инструменти и представените документи. Специфичните навигационни уреди и пособия са характерни за времето на първата половина на ХХ век, а акварелите на художника маринист Александър Мутафов допълват атмосферата на морска България.

Българският флот участва достойно и във Втората световна война. Чрез фото- и документални репродукции е представено присъединяването на Южна Добруджа, което се реализира и с участието на флота, усвояването на беломорските брегове като стратегическа военна област и като стопански потенциал, участието и съпричастието на българските моряци в спасяването чрез изселване по море на еврейски бежанци. В тези превози са дадени стотици скъпи жертви. В равносметката на войната е и загубата на целия държавен корабен парк на търговския флот. Военният флот решава успешно своите бойни задачи по Дунав и в Черно море и дава принос за окончателния разгром на фашистка Германия през 1945 г.

Униформи и навигационни уреди, модели на военни и търговски кораби представят образа на България в годините на Студената война. След 1944 г. политическото развитие на страната дава насоките в стопанския живот и в морското дело. Обвързването със страните от Източния блок определя активната позиция на страната като член на Варшавския договор. Военният флот постига най-високи показатели в историята си, възстановено е търговското корабоплаване, корабостроенето става стратегически отрасъл.

В мирно време българският флот има своите герои, които загиват, избирайки да спасят кораба и екипажа, като рискуват своя живот. На двама от тях има посветена отделна витрина в музея.

В най-ново време чрез символите на българските ВМС проследяваме новите външнополитически процеси и вътрешноорганизационни промени. Обвързването със Северноатлантическия пакт поставя нови изисквания пред военния флот, с които той успешно се справя.

Ветроходното постижение на капитан Георги Георгиев става символ на успехите на България и в морските спортове. Неговите наследници продължават традицията чрез ежегодната награда “Златен глобус „Кор Кароли”.

В парка на Военноморския музей са разположени колекции от мини, котви, корабни и брегови оръдия, два вертолета, миночистачен кораб, построен в България през Втората световна война, яхтата „Кор Кароли”, с която капитан Георги Георгиев обиколи света през 1976 -1977 г.

Емблема за Военноморския музей е корабът музей „Дръзки”.

Част от музея са бюст-паметникът на капитан І ранг Димитър Добрев, бреговото оръдие калибър 240 мм и торпедният катер тип 123 К, разположени непосредствено до сградата.

Военноморският музей е включен в „100-те национални туристически обекта”.