Il museo, nel nuovo allestimento, si articola in due sezioni espositive dedicate rispettivamente all'archeologia e alla marineria. Nel primo caso sono raccolte principalmente le testimonianze archeologiche relative all'insediamento romano antecedente la fondazione di Cattolica, avvenuta nel XIII secolo ad opera di nuclei di abitanti di Rimini e di Focara. Nella sezione marinaresca invece il percorso espositivo, arricchitosi nel tempo grazie a diverse donazioni, documenta i diversi aspetti della cultura del mare, con particolare riferimento all'attività portuale del tratto di costa che fa capo all'attuale Cattolica: dall'attività cantieristica alle tecniche di costruzione delle imbarcazioni adriatiche ai vari sistemi di pesca, alcuni dei quali, come lo spontale e la tratta, sono praticati tuttora.L’effettuazione delle prime indagini archeologiche agli inizi degli anni Sessanta e il riaffiorare di vestigia romane hanno rivelato che, per la sua posizione tra la foce del Crustumium - attuale Conca - e il rilievo che domina l'ultima parte della vallata fluviale e per il naturale porto protetto disegnato dall’insenatura, il territorio di Cattolica ha avuto sicuramente sin da tempi remoti le caratteristiche di luogo vocato alla frequentazione umana e all’insediamento. La discarica di materiali ceramici romani scoperta nel 2004 durante la costruzione della nuova darsena, presso l'antica foce del Tavollo, ricollegabile con ogni evidenza al butto di una fornace, ha svelato un notevole brano del passato e delle fasi di vita iniziali di questo centro affacciato sull’Adriatico, a quanto pare precocemente attivo come scalo già a partire dalla metà del III sec. a.C. Anfore e dolii in quantità (circa un migliaio) caratterizzano la produzione dell'atélier , che si è cimentato anche nella creazione di altri manufatti, fra cui ceramiche per la cucina, la mensa e l'arredo, tentando perfino la realizzazione di statuaria fittile a tutto tondo. Scavi e recuperi occasionali in zona centrale (Mercato Ortofrutticolo, Case Filippini, De Niccolò e Filippini-De Nicolò, Piazza del Mercato), tutti prossimi fra loro, sono stati poi rapportati a edifici e strutture di destinazione utilitaristica in conessione con il percorso originario della via Flaminia, voluta da Roma nel 220 a.C. per unire la capitale con Rimini e porre così in comunicazione le regioni centrali della penisola con la Pianura padana. Nei resti esplorati è stata vista la prova dell’esistenza, lungo il tracciato della strada consolare realizzata da Gaio Flaminio, di un piccolo borgo o stazione di posta sorta in epoca tardorepubblicana–primo imperiale al servizio dei viaggiatori e delle merci che transitavano sull’importante asse stradale, praticamente in affaccio diretto alla linea di costa, allora assai più vicina rispetto al presente, e nelle immediate vicinanze di un punto obbligato di attraversamento del Crustumium. Nel percorso museale non mancano inoltre informazioni sulla storia preromana del territorio e del bacino del fiume Conca, documentate da un più esiguo nucleo di materiali. Il nucleo originale del museo della marineria rimanda, invece, all'allestimento della mostra 'Barche e gente dell'Adriatico: 1400-1900' realizzata a Cattolica nel 1985. I modelli di imbarcazione esposti sono stati realizzati da Antonio Della Santina, che a partire dagli anni '30 ha realizzato le prime barche da lavoro a vela, oltre a "sardellare", "trabaccoletti" a motore e grandi pescherecci. Morse, squadre e utensili documentano la cantieristica locale della seconda metà dell' Ottocento, rappresentata da Giovanni Ubalducci e dalla sua famiglia. Completano la documentazione rare immagini fotografiche sulla vita e il lavoro della gente di mare, illustrati anche da capi d'abbigliamento ed esemplari di reti da pesca tradizionali.