Основные разделы экспозиции:
- «Зарождение военно-морских сил на севере России. 1693−1922 гг.»
- «Создание и становление Северного флота. 1923 — июнь 1941 гг."
- «Северный флот в Великой Отечественной войне 1941−1945 гг."
- «Краснознамённый Северный флот на страже морских рубежей Родины. 1945 г. — по настоящее время».
Фонды музея включают в себя модели судов, предметы вооружения, флаги и знамена, личные вещи, награды, документы и фотографии моряков, карты и произведения изобразительного искусства.
У музея два филиала: Музей военно-воздушных сил Северного флота в посёлке Сафоново и мемориальный комплекс «Краснознамённая подводная лодка К-21» в Североморске.