Музей Чорноморського флоту один із найстаріших військово-морських музеїв країни. Відкрито 14 вересня 1869 р. з ініціативи учасників оборони Севастополя 1854-1855 рр. у п’яти залах будинку, що належав одному з керівників оборони, генерал-ад’ютанту Е. І. Тотлебену. Спочатку називався Музеєм Севастопольської оборони.
У 1895 р. для тепер уже Військово-історичного музею Чорноморського флоту за рішенням військово-морського відомства було зведено спеціальну будівлю за проектом академіка архітектури А. М. Кочетова. Будівля виконана в класичному стилі, її архітектура вирізняється пишністю і великою кількістю декору. Експозицію музею розміщено також у приміщенні колишнього храму святого Михайла, що розташований поруч (пам’ятка архітектури XIX ст.).
Під час Великої Вітчизняної війни основні музейні колекції було евакуйовано на Кавказ, потім до Ульяновська. Будівлю музею було пошкоджено, музейні реліквії, що залишилися, розграбовано фашистами.
15 серпня 1948 р. музей було знову відкрито для відвідувачів. Зараз у його фондах понад 28 тис. предметів музейного значення, що розкривають більш ніж 200-річну історію Чорноморського флоту.
Експозиція розповідає про боротьбу російського та українського народів за вихід до Чорного та Азовського морів, про заснування Севастополя і створення Чорноморського флоту, про російсько-турецькі війни з 1787 по 1829 р., про роль моряків в обороні Севастополя в період Кримської війни 1853-1856 рр.
Унікальні експонати представлені в залах, присвячених першій героїчній обороні Севастополя 1854-1855 рр.: документи, особисті речі, зброя керівників оборони міста — адмірала П. С. Нахімова, віце-адмірала В. О. Корнілова, контр-адмірала В. І. Істоміна; особисті речі Даші Севастопольської (Дар’ї Лаврентіївни Михайлової), портрети солдатів-героїв, медичні інструменти «першого хірурга Росії» М. І. Пирогова тощо; картини, літографії, рідкісні документи тощо. Бойові прапори, трофейні реліквії, меморіальні речі — свідоцтва доблесті та самовідданості російських солдатів і матросів. У музеї виставлені колекції озброєння, зразки обмундирування періоду Кримської війни.
Наступні зали розповідають про Чорноморський флот у період російсько-турецької війни 1877-1878 рр., про Севастополь напередодні першої російської революції 1905-1907 рр., про Севастополь напередодні російської війни 1905-1907 рр., про Севастополь напередодні першої революції 1905-1907 рр.
Тут можна побачити моделі броненосця «Князь Потьомкін-Таврійський» і крейсера «Очаков», особисті речі більшовика М. І. Васильєва-Южина, посланого В. І. Леніним зі Швейцарії до Одеси для керівництва повстанням, нагороди матросів-потьомкінців, справжні листи П. П. Шмідта та ін.
Експонати розкажуть про роль моряків-чорноморців у боротьбі за владу трудящих у роки громадянської війни на півдні країни. Перші декрети влади трудящих, документи, особисті речі та нагороди моряків, комплекси експонатів про затоплення кораблів Чорноморського флоту 18-19 червня 1918 року в Новоросійську, про повстання на болгарському крейсері «Надія» в грудні 1918 року і на французьких кораблях біля Севастополя у квітні 1919 року, про остаточне утвердження тут Радянської влади.
Два зали музею присвячені бойовим діям Чорноморського флоту в роки Великої Вітчизняної війни. Численні реліквії 250-денної героїчної оборони Севастополя. Серед них зброя, нагороди, фотографії та особисті речі командувача Севастопольським оборонним районом і Чорноморським флотом адмірала Ф. С. Октябрського, командувача Приморської армії генерала І. Є. Петрова, члена Військової ради флоту М. М. Кулакова. М. Кулакова, командувача ВПС флоту генерал-майора авіації М. О. Острякова, Героїв Радянського Союзу К. Денисова, Я. Іванова, М. Фільченкова, І. Красно-сільського, І. Голубця, І. Тесленка, М. Адамія, Л. Павличенка…
Експонати показують масовий героїзм, проявлений радянськими воїнами під час Керченсько-Ельтигенської десантної операції та Миколаївського десанту.
Значне місце в експозиції посідає тема визволення Севастополя в травні 1944 р.: документи, особисті речі, зброя Героїв Радянського Союзу А. Чакряна, Ф. Матвєєва, І. Шенгура, Б. Алєксєєва, М. Хом’якова, П. Парамошкіна, О. Кесаєва та ін.
Надано матеріали про визвольну місію Радянської Армії, Чорноморського флоту і Дунайської військової флотилії в європейських країнах.
В останньому залі — портрети Героїв Радянського Союзу, занесених навічно до списків особового складу кораблів, частин і підрозділів Чорноморського флоту, фотографії почесних громадян міста-героя. Експонуються документи, нагороди моряків, які проявили мужність і відвагу при виконанні військового обов’язку в мирний час, матеріали про шефство комсомолу над Військово-Морським Флотом, про тісні зв’язки моряків з жителями Севастополя, про інтернаціональні зв’язки.
400 тис. осіб щорічно відвідують цей музей. Його співробітники проводять велику роботу з військово-патріотичного виховання молоді.