La "Sezione" di Archeologia Marina si trova all’interno della Sezione Classica (Sala: XXVII). In essa si possono ammirare alcuni dei materiali finora recuperati, frutto di scavi effettuati a partire dagli anni '60 o di recuperi casuali, provenienti da circa 20 relitti identificati nelle acque dell'arcipelago.
I rinvenimenti più consistenti sono stati localizzati a Lipari (relitto di Pignataro di Fuori, relitto della secca di Capistello, relitto di Punta Crapazza); Panarea (relitto Roghi, relitto Dattilo, relitto Alberti, relitto delle Formiche) e Filicudi (Relitto F, Relitto A, relitto C, relitto E), in corrispondenza delle zone più pericolose per la navigazione a causa delle secche sommerse.
Altri rinvenimenti, relativi a gruppi di materiali quantitativamente più limitati, completano la visione dei commerci che dovettero interessare l’Arcipelago Eoliano sin dall'Età Preistorica. La maggior parte di questi sono stati individuati a Filicudi: relitto G,  con anfore corinzie datate intorno alla metà del V sec. a.C.(Fig.1); relitto Porto A, con anfore cilindriche di tipo Africano Grande databili tra il IV ed il V sec. d.C. (Fig.2); relitto B , con anfore greco-italiche della seconda metà del IV sec. a.C. (Fig.3), rinvenute al di sotto del relitto E; relitto H, con anfore tipo Lamboglia 2/Dressel 6 di Prima Età Imperiale; a queste si associano due ceppi d'àncora di cui uno con astragali ed uno con astragali e lucerne in rilievo. Da Lipari proviene il relitto della Secca del Bagno, con anfore tipo greco-italico, cronologicamente comprese tra la seconda guerra punica e la seconda metà del II sec. a.C.(Fig.4).
Non di minore importanza sono i materiali provenienti da discariche portuali, che localizzano punti di approdo oggi in gran parte scomparsi. Tra tutti si ricorda la baia di Pignataro di Fuori, dove sono stati recuperati frammenti di anfore di imitazione rodia (II-I sec. a.C.), nonché frammenti ceramici di Età Greco-Arcaica (VI sec. a.C.) e frammenti ceramici databili tra l’Età Ellenistica e l’Età Rinascimentale.