นับตั้งแต่ปี พ.ศ. 2517 ที่กรมศิลปากรได้มีการดำเนินการศึกษา ค้นคว้า และวิจัยทางด้านโบราณคดีใต้น้ำ ในการดำเนินการสำรวจและขุดค้นแหล่งโบราณคดีใต้น้ำแต่ละแห่ง ทำให้มีจำนวนโบราณวัตถุเพิ่มมากขึ้น การเตรียมการจัดตั้งพิพิธภัณฑสถาน เพื่อเผยแพร่ความรู้เกี่ยวกับการทำงานโบราณคดีใต้น้ำ และประวัติศาสตร์การพาณิชย์นาวีของไทย จึงเป็นงานสำคัญที่ต้องดำเนินงานเป็นลำดับต่อมา ประกอบกับการจัดกุมชาวต่างชาติที่เข้ามาทำการลักลอบงมโบราณวัตถุใต้ทะเลบริเวณอ่าวไทย นับเป็นแรงกระตุ้นสำคัญ ที่ทำให้คนไทยตระหนักถึงคุณค่าและความสำคัญของมรดกทางวัฒนธรรมที่พบจากท้องทะเล ซึ่งจะเป็นหลักฐานที่ช่วยในการสืบค้นความเป็นมา และบอกเล่าถึงเรื่องราวทางเศรษฐกิจการพาณิชย์นาวีในอดีต พิพิธภัณฑสถานแห่งชาติพาณิชย์นาวี ได้รับพระมหากรุณาธิคุณจากสมเด็จพระเจ้าพี่นางเธอ เจ้าฟ้ากัลยาณิวัฒนากรมหลวงนราธิวาสราชนครินทร์ เสด็จเป็นองค์ประธาน ในพิธีเปิดอย่างเป็นทางการ เมื่อวันอังคารที่ 9 มกราคม พ.ศ. 2544