In den 1960er Jahren wurden die Überreste des Alten Hafens zur Keimzelle des Deutschen Schiffahrtsmuseums, denn 1966 machte hier als erstes Traditionsschiff die Bark SEUTE DEERN (Baujahr 1919) fest, einer der letzten erhaltenen hölzernen Frachtsegler weltweit. Bald entstand die Idee, die sich – dank des besonderen Engagements von Politikern und Bürgern – schnell durchsetzte: Der Alte Hafen sollte ein Freilichtmuseum werden. Schon 1967 kam als zweiter Oldtimer das eiserne Feuerschiff ELBE 3 (BÜRGERMEISTER ABENDROTH, Baujahr 1909) in den Hafen.

Bei der Öffnung der ELBE 3 für das Publikum stellte der Kölner Jurist Hanswilly Bernartz seine umfangreiche Privatsammlung zur Geschichte der Schifffahrt aus. Er schlug dann vor, das im Krieg zerstörte Berliner Museum für Meereskunde durch ein Deutsches Schiffahrtsmuseum in Bremerhaven zu ersetzen, in das er seine Sammlung einbringen würde. Diese Anregung fand breite Zustimmung und wurde in den kommenden Jahren vom Land Bremen und von dem in Bremerhaven aufgewachsenen Architekten Hans Scharoun tatkräftig unterstützt.

Sehr bald wurde auch festgelegt, dass sich das Deutsche Schiffahrtsmuseum – neben dem Ausbau des Freilichthafens und des Museums – der Erforschung aller Aspekte der deutschen Schifffahrtsgeschichte widmen sollte. Wichtigstes Forschungsobjekt wurde zunächst die von 1962 bis 65 in Bremen ausgegrabene Hansekogge von 1380.

Vom Bundesminister für wissenschaftliche Forschung wurde ein Zuschuss bewilligt und ab November 1969 wurde gebaut. In dem noch unfertigen Gebäude begann 1972 der Wiederaufbau der Hansekogge. Im September 1975 übergab Bundespräsident Walter Scheel das Museum der Öffentlichkeit.

In den folgenden 25 Jahren wurde die Sammlung zügig ausgebaut. Mit den drei Flotten des DSM, der Hochsee- und Küstenschiffsflotte im Museumshafen, der Bootsflotte und der Mittelalterflotte, nimmt das DSM weltweit einen Spitzenplatz unter den Schifffahrtsmuseen ein. Im Jahr 2000 wurde das Museum durch einen Bau des Architekten Dietrich Bangert erweiter, dem in Zukunft ein weiterer folgen wird. Die Forschung und die Ausstellung werden kontinuierlich und gezielt – neuen Erkenntnissen und Anforderungen entsprechend – weiterentwickelt.