Фонды Морского музея начали пополняться многими интересными предметами. Среди них были личные вещи, принадлежавшие основателю Российского флота, императору Петру Великому, прославленным адмиралам и офицерам, произведения живописи и графики, образцы холодного и огнестрельного оружия. Пополнялась и главная коллекция - собрание моделей военных кораблей и транспортных судов.
С 1909 года музей стал именоваться Морской музей императора Петра Великого. Собрание ЦВММ насчитывает свыше 700000 музейных предметов, объединенных для хранения в 8 фондов и систематизированных в составе 57 коллекций самых разнообразных по материалу изготовления, состоянию сохранности, своим размерам и габаритам. В их числе почти 12000 моделей кораблей и предметов корабельной техники, более 11000 единиц холодного и огнестрельного оружия, свыше 62000 произведений изобразительного искусства, более 56000 предметов формы одежды, нумизматики, фалеристики, а также знамен и флагов. Очень важны рукописно-документальный, чертежный и фото-негативный фонды музея.