Le service accueille chercheurs, lecteurs et simples curieux. Il les guide dans leurs recherches et leur communique les ouvrages pour la consultation. Il réalise des expositions thématiques. Il dispose d'un service éducatif pour l'accueil des classes et de leurs professeurs.

Le SHD conserve trois siècles d'archives, reflet de l'histoire maritime de la France et de l'activité des gens de mer. Ces archives sont ouvertes aux mêmes conditions que les archives nationales ou départementales (loi de 2008).

La bibliothèque est prestigieuse: héritière de la bibliothèque de l'Académie de Marine fondée à Brest en 1752, elle renferme plus de 30 000 volumes dont les plus anciens remontent à la fin du XVe siècle. La majeure partie des ouvrages traite de la mer et de la marine mais on y trouve aussi des ouvrages d'astronomie, médecine, théologie, sciences, histoire de Bretagne, géographie, voyages...

Le service éducatif fait se rencontrer élèves, professeurs et sources de l'histoire.