Quello della Spezia è il più importante tra i musei navali italiani e, benché sia qui da poco più di un secolo, ha origini molto più antiche. Situato accanto al portale di accesso principale all'Arsenale militare, è in questa sede dal 1958. In precedenza era collocato presso le officine meccaniche all'interno dello stabilimento militare (venne infatti inaugurato nel 1923, unitamente al Museo storico navale di Venezia). La storia del museo ha inizio attorno all'anno 1570, a Villefranche-sur-Mer dove i Duchi di Savoia avevano stabilito la prima base della loro nascente Marina. Più tardi, a seguito delle conquiste napoleoniche ed il trasferimento del governo sardo-piemontese a Cagliari, venne iniziata una nuova raccolta nella città sarda. Alla caduta di Napoleone e con il ritorno del governo sardo-piemontese in continente, le raccolte sarde e quelle che erano rimaste del museo di Villefranche, furono trasferite a Genova, dal 1815 divenuta sede della nuova base militare della marina Sarda. Dopo l'unità nazionale e la fusione delle varie marine italiane e quella dello stato Sardo, ulteriori arricchimenti della collezione confluirono a Genova, dove il museo rimase per 55 anni, sino al 1870 che vide il trasferimento, per decisione di Cavour, della base della Marina con tutti i suoi servizi, Museo Navale compreso, alla Spezia, divenuta sede del Primo dipartimento militare marittimo. Durante la seconda guerra mondiale molte furono le perdite di preziosi materiali a causa dei bombardamenti. Il museo venne ripristinato nel 1958 e collocato nelle sale che lo ospitano attualmente, accanto alla porta principale dell'arsenale. Una sala dedicata all'evoluzione navale ospita pregevole raccolta di modelli in scala di vascelli di marine degli stati italiani rievocanti i tempi della navigazione a vela, nonché modelli di quasi tutte le principali unità italiane varate tra il 1860 e il 1910 nell'Arsenale della Spezia, e quelli di navi italiane della seconda guerra mondiale. Tra i cimeli più antichi va annoverata una raccolta di polene appartenute a vascelli del XV, XVI, XVII secolo. Fra queste merita menzione la misteriosa scultura lignea femminile, detta Atalanta recuperata nel 1866 dalle acque dell’Oceano Atlantico e che si crede possa stregare con il suo fascino inquietante chi la guardi troppo a lungo.