Документальные коллекции составляют значительную часть собрания музея. Здесь представлены источники со второй половины XIX века до наших дней, освещающие различные аспекты истории морского флота: письменные и печатные, кино-, фоно-, фотодокументы, собранные музеем за все время его существования.
Коллекция письменных источников представлена документами делопроизводства (приказы, акты, рапорты, переписка и т. д.) профильных организаций: Министерства морского флота СССР, Центрального комитета профсоюза рабочих морского и речного флота СССР, морских и речных пароходств СССР, судоремонтных заводов и других учреждений.
Интересен массив письменных источников личного происхождения в мемориальных комплексах представителей отрасли: руководителей Министерства морского флота СССР, капитанов дальнего плавания (Т.Б. Гуженко, А.А. Афанасьев, С.П. Мышевский, М.А. Щетинина и др.). Отдельная гордость коллекции – уникальный журнал личного состава легендарного ледокола «Ермак» и журнал записи посетителей ледореза «Ф. Литке». Многочисленные дипломы, памятные адреса и почетные грамоты также занимают значительное место в собрании музея.
Коллекция фотодокументов представлена пленочными фотоносителями и фотографиями выдающихся представителей отрасли, руководителей морского транспорта, капитанов и членов команды судов, работников портов и судостроительных заводов. Фотодокументы из фондов музея несут ценную информацию о важнейших моментах научных экспедиций, походов исследовательских судов. Среди кадров работ, проводимых судами технического и вспомогательного флотов, выделяется серия фотографий, иллюстрирующих первый поход атомного ледокола «Арктика» на Северный полюс в 1977 году.
Большой интерес представляют фототеки морского и речного флота, состоящие из более чем 20000 фотографий и фотонегативов. На снимках отражена информация о судах, технологиях их постройки, работе в портах и другие аспекты, связанные с судовыми техническими средствами водного транспорта. Перед нами – ожившая фотолетопись советского флота в один из наиболее ярких и продуктивных периодов его истории (1960–1980-е годы). Фотографии судов различного назначения, портов и пароходств, а также судоверфей, оборудования, приборов и технических средств, используемых в отрасли, имеют историческую ценность и представляют интерес для специалистов отрасли.
По-своему уникальны репортажные и любительские фотографии транспортных, учебных и пассажирских судов, ходивших под флагом СССР, которые иллюстрируют внутреннее устройство и интерьеры кораблей, работу экипажа и жизнь отдыхающих на борту (парусное учебное судно «Товарищ», пассажирские теплоходы «Адмирал Нахимов», «Иван Франко», «Одесса» и многие другие).
В собрании музея хранится интересная коллекция фонодокументов, например записи бесед и воспоминаний легендарных участников заседаний «Клуба капитанов», позволяющие увидеть многие уже известные факты в новом свете. Уникальна магнитная лента с записью рассказов капитана дальнего плавания и первого директора музея – А.П. Бочека.
Летопись жизни самого музея – со дня его основания до настоящего времени – также нашла свое отражение в документальных коллекциях музея.
