Harriz egindako eraikin hau Juan Carlos Guerra arkitektoak diseinatu zuen 1920. urtean. Bere tamaina 90 metro bider 11 metrokoa da.
1925. urtean eraikuntza lanak hasi eta 1928. urtean inauguratu zuten Alfontso XII, Maria Cristina eta Victoria Eugenia errege-erreginek.
Hasiera batean, fatxadako zenbait elementu Paseo Berri- arrasetik ateratzen ziren. Elementu hauek kutsu erregionalista bat eskaintzen zioten eraikinari. Deuseztatuak izan ziren eraikinaren karaktere espresionista indartzeko. Jatorrizko hiru oinetan Aquariuma, Arrantza Eskola, bulegoak, batzar-aretoa, museoa eta bost laborategi kokatzen ziren. Beheko oina Kontxako Badiaren kosta hormarekin nahasi daiteke.
Zenbaitetan zabalduta izan da, haren antolaketaren konplexutasun eta espazio murritzaren ondorioz.
1998. urtean Palacio del Mar eraikinaren zabaltze lanen inaugurazioa egin zen. Juan Manuel Encio arkitektoak diseinatu zituen lanak 1991. urtean, eta eraikuntza lanak 1995. urtean hasi ziren.
Jatorrizko instalazioak zabaldu egin ziren Paseo Berriaren azpialdean eraikin erantsi bat eginez. Sortutako espazio berria originala baina hiru aldiz handiagoa zen. Instalazio berriak mendiaren azpialdean garatzen ziren, eta erakusketetarako eremua itsasoaren aldean mantendu zen.
Laborategiko instalazioak zabaldu ziren, areto nagusi bat batu eta Ozeanarioa sortu zen, ur-azpiko tunel batekin, 360ºko ikuspegiarekin.
Angel De La Hoz Escalera eta Cristina Fontan Villanueva (Hoz y Fontan Arquitectos S.L.) arkitektoek diseinatu zuten 2001. urtean eraikinaren eraberritze eta zabaltze proiektua. Eraikinaren berregituraketa honen helburu nagusia, eraikinaren egitura garbitu eta esposizioetarako eremua hobetzea izan zen.
Eraberritze lanen prozesu osoan zehar Akuariuma irekita mantentzeko asmoz, proiektua fase desberdinetan eraman zen aurrera. 2004an ostalaritza ekipamendu berri bat sortu zen eraikinaren estalkian, Palacio del Mar eraikinarekin zuzenean lotuta. 2006. urtean Palacio del Mar eraikinaren eraberritze lanak hasi ziren. Barnealde guztia eraitsita izan zen barne egitura berri bat sortzeko asmoz. Kanpoko silarri-horma bere hartan mantendu egin zen.
Instalazio berriak 2008an ireki baziren ere, ez ziren 2009. urtea arte inauguratuak izan.
Hau honela, multzo erresultantea bi elementuk osatzen dute: eraberritutako Palacio del Mar eraikina, Paseo Berriaren azpialdean hiru oinekin, eta paseoko arrasetik gora bi oin dituen bolumena.
Zerbitzu eta eraikinaren gestiorako programak multzoaren perimetroan zehar kokatzen dira. Sarrera nagusia eta denda kanpoko bolumen berrian ezartzen dira. Jatetxea eraikinaren estalkian. Itsasoari begira, honen eraikuntzak portuan lehorreratutako ontziaren antza hartzen du. Urgull mendiaren itxura hartu eta mendiko forteekin mimetizatzen da.
Goiko bi pisuek Itsas Museoa hartzen dute beren baitan, eta behe oinean arrainontzi desberdinak erakusten dira.
Ibilbide jarrai batek museoaren espazio guztiak lotzen ditu. Batetik, Ozeanarioa, hiru miloi ur litro dituen bolumen handia, metakrilatoz egindako tunel batek zeharkatzen duena, 360º-ko ikuspegia bermatuz. Bestetik, bigarren espazioan bilduma ozeanografiko desberdinak erakusten dira. 14 metro dituen bale baten eskeletoa gailentzen bere tamaina handiarekin. Azkenik, hirugarren espazioa itsas historiari eskainita dago.