No fueron las primeras que dispuso la ciudad, se conocen unas que se ubicaban al lado de la puerta Regomir, en la muralla romana.
En el reino de Jaime I el conquistador, en el año 1243, hay documentos que ubican una atarazana situada hacia poniente.
Tras la la construcción de las nuevas murallas en el siglo XIV, las atarazanas situadas al pie de la montaña de Montjuïc pasan a ser las únicas de las que dispone la ciudad.
Destinadas a la construcción de las galeras de la Corona de Aragón. 8 galeras a la vez podían ser construidas en las instalaciones.

La construcción de las atarazanas de Barcelona la inició Pedro el Grande (1276-1285), fuera de la muralla de la Rambla, en dirección a Montjuic. Ordenó la construcción de un edificio rectangular, cerrado por el fondo y los lados y abierto hacia el mar
En el reinado de Pedro III de Aragón entre 1280 y 1300, se inició la construcción de las atarazanas, con un amplio edificio amurallado rectangular con cuatro torres en su ángulos, de las cuales dos aún se pueden ver hoy dia. La obra consta de ocho naves de dieciocho tramos separados por pilares de planta cuadrada de 77 m de lado por 6 m de altura; de cada pilar arrancan dos arcos torales y dos arcos formeros de medio punto que sostienen las vigas del techo con cubierta a dos aguas.
A finales del siglo XV ya eran dieciséis las naves construidas.

En 1322 en las Atarazanas la capacidad era de poder construir unas 25 galeras a la vez.

Alfonso el Benigno, en 1328, intento cubrirlas, pero la economía y la metereologia no permitieron acabarlas. En octubre de 1328, ordenó que se invirtiera para este fin todo el dinero que se recaudara con las multas de los que practicaban el comercio prohibido con Oriente, encargó al drassaner, Arnau de Cornella, la dirección de la obra de la cubierta y le asignó un salario de 1.000 sueldos barceloneses anuales, que cobraría también de las multas.

Entre 1302 y 1320 sabemos que las instalaciones sufrieron varios destrozos por temporales, asi en noviembre de 1302, a causa de una tormenta de mar y viento, se reparan los portales, en octubre de 1313, otra vez, se reparan los portales, en febrero de 1320 los portales son derribados por una tormenta. Tambien sabemos que el rey dono varias galeras en desuso para que sus maderas fueran a parar por ej a la construccion de un puente sobre el Llobregat en 1329. O para la construcción de la iglesia Santa Maria del Mar, se dono la maderas de una galera de un genoves, Gaspar d Oria, en 1331, en 1335 se dona otra galera a la obra de Santa Maria del Mar .

Los astilleros de Barcelona también proveían en ocasiones de materiales a otros astilleros, como el de Tortosa, al recibir el drassaner Arnau de Cornella la orden de suministrar, 50 remos, cuerda… para armar un galera.

En julio de 1333 se ordena el envio a Valencia de remos para una galera real.
Bajo el reino de Pedro el Ceremonioso, 1336/1387,y para evitar que las naves allí expuestas a la intemperie sufrieran desperfectos, intentó trasladar las atarazanas al antiguo sector de la Ribera.

El 26 de febrero de 1352, prometió que no condonaría ninguna multa destinada a la obra de las atarazanas. Al mismo tiempo, ordenó que el batlle general de Catalunya y el veguer de Barcelona, aportaran 2.000 sueldos barceloneses cada uno de las rentas que recibían.

El procurador general de Cataluña contribuiría con 4.000 sueldos. También deberían hacerlo, con cantidades diversas, los cónsules de mar y el mostassaf . Asímismo, se invertirían en las atarazanas las multas impuestas por los crímenes cometidos en la Ribera de Barcelona y en otros lugares de Cataluña.

Los acuerdos con el Consejo de Ciento de la ciudad el 9 de junio de 1378, estipulan que deben aportar a Pedro el Ceremonioso una ayuda económica repartida en siete años, teniendo la corona que participar con unose 7 000 florines y la ciudad con unos 10.000 florines de Aragon, que serian por la ciudad pagados en 7 años. El acuerdo entre la ciudad y el rey preveía que las galeras de la ciudad podrían estar en las drassanas.

En septiembre de 1359 el rey ordena al drassaner Bonanat Descoll que entregue el material en deshuso como mástiles, remos… para la construccion del palacio de Barcelona, también se ordena que se usen materiales de las galeras y las drassanas para construir las murallas de la ciudad, como sucedió en agosto de 1362 con dos galeras, o en 1374.

Ese año también ordeno que se enviaran armas de las drassanas a los castillos de Cervello y Montcada.

En 26 de septiembre de 1368, ordenaba a Pere Sacosta, batlle general de Cataluña y entonces conservador de las atarazanas, que desarmara una galera de las inservibles y la utilizara para hacer algunas reparaciones en la estructura de las atarazanas de Barcelona.

El rey ordeno al drassaner Bertan Sala en noviembre de 1378 para cubrir gastos, las venta de aquellas galeras que no tuvieran uso y se destinaran las sumas a las obras. En 1379 ordena que se desmonte la galera Santa Maria del Mar, y se usaran sus maderas para la obra.

Como que la obra consumia recursos, el rey viendo que en 1380 aun no estaba la obra acabada, y consciente de la necesidad de realizarlas en el tiempo mas breve, acuerda con la ciudad el desvio de un impuesto urbano para la obra, como el de la Lonja, unos 1.000 florines de oro.

Se construyeron cuatro almacenes y se realizaron la cobertura de la mitad septentrional de las instalaciones.
Se usaron sillares de piedra de Montjuïc, arena de la playa cercana a la obra, madera del Bajo Ebro y de la comarca de las Gavarres y la cordelería y el ladrillar de Valencia.

Fueron las reformas más importantes la cobertura del patio central, la construcción del Porxo Nou (Porche Nuevo) que constaba de dos plantas con portal y patio con merlones escalonados en la parte exterior al mar.

En abril de 1385, se destina a la obra las multas que se recaudaban por no pagar los impuestos del peso de la harina y de otros impuestos .

El 3 de noviembre de 1386, el rey pidió a los judíos de la aljama barcelonesa que, cada año, en la fiesta de Navidad, entregaran al drassaner la cantidad de 400 sueldos.
A la muerte del Ceremonioso, las atarazanas de Barcelona estaban ya cubiertas.

Bajo Juan I de Aragón, el Cazador, 1387/1396, se amplio las instalaciones por las necesidades de navíos de la Corona de Aragón; se firmó un acuerdo entre el rey y la ciudad de Barcelona en 1390 para la ampliación de las atarazanas y la creación de un palacio real adosado, con una plaza abierta al mar tomando como modelo el Palazzo Ducale y la Piazzetta di San Marco de Venecia . La construcción del palacio no se llevo a cabo.

Se completaron un total de diecisiete naves que podían acoger más de treinta galeras.

Al igual que en las valencianas, las atarazanas de Barcelona contaban con un funcionario elegido por el rey que custodiaba el edificio y los materiales en él depositados, era el drassaner que también era conocido como el Custodio o Guardian.

Tenia la obligación de residir en el mismo edificio de las drassanas.. Asi sabemos del nombre de algunos de ellos, Arnau de Cornella, que ostento el cargo por 1331, luego vendría Jaume Miquel, y luego Bartomeu Puig en 1333, Bernat Cervia o Bonanat Descoll en 1358 hasta 1363, Pere Sacosta, Jaume Cabanyals hasta 1375, Bertran Sala, en 1387 pasa el cargo a su hijo Gabriel.

Conocieron bajo Alfonso el Magnánimo su mayor actividad; en 1423 se construyeron doce galeras a la vez.

Las atarazanas del siglo XIII fueron derribadas en el siglo XVI para ser reconstruidas unos metros tierra adentro aprovechando algunos de los pilares del edificio original y en el mismo estilo gótico, la reconstrucción del edificio unos metros tierra adentro fue consecuencia de las obras del puerto de Barcelona un siglo atrás, que altero las corrientes marítimas, provocando inundaciones y el avance de la línea de la costa, causando serios problemas a las atarazanas medievales.

En 1528, el emperador Carlos I estaba preparando una flota para atacar a Túnez y acabar con el problema que suponían los berberiscos de Barbarroja para el imperio. Mandó construir 50 galeras en Barcelona y solicitó la colaboración aragonesa para proveer de madera las Atarazanas.

A Barcelona se llevo a 40 carpinteros de ribera de Génova, 8 calafates valencianos y bastantes carpinteros, calafates y remolares, o maestros carpinteros que hace remos, de Vizcaya, la Maestranza de la provincia de Guipúzcoa en Azpeitia envio materiales prefabricados. Don Pedro de Tovar, Corregidor de las cuatro Villas de la mar, de Santander, tuvo que desprenderse de algunos remolares en favor de Barcelona.

La mitad de las galeras fueron construidas al aire libre, puesto que dentro sólo se podía trabajar en 10 a la vez. Todas esas galeras, más 6 llegadas de Palamós y otras de otros lugares, serán puestas bajo el mando de D. Alvaro de Bazán.

La Loba capitana de don Álvaro de Bazán era una galera que fue construida en las Reales Atarazanas de Barcelona.

En 1568 Felipe II encarga la construcción de unas galeras en Barcelona, que luego fueron transportadas a Sevilla para pintarlas y decorarlas. De estas atarazanas salio en el año 1571, la Galera Real de Juan de Austria, que fue la galera insignia en Lepanto.

La Generalidad se hizo cargo de su administración a partir del año 1578, construyendo en 1618 tres naves nuevas con el diseño y materiales idénticos a las de la época medieval, aunque de dimensiones diferentes y situadas transversalmente a las otras.

Entre los años 1641/1644 se fortificó el recinto con motivo de los motines en Cataluña.

Al inicio del siglo 18, las galeras que navegan son en su gran mayoría construidas en Barcelona.

Al principio de la guerra de sucesión, y al estar Barcelona a manos del austria, se mandan construir 2 galeras nuevas en Genova.

En el siglo XVIII se amplió la nave central, suprimiendo una hilera de pilares para ganar espacio para las dimensiones de los nuevos modelos de barcos que se construían entonces.

En el siglo XVIII paso la construcción de galeras al Arsenal de Cartagena, hasta noviembre de 1745, Barcelona era la encargada de realizar las construcciones de las galeras, pasando buena parte de los carpinteros a Cartagena.

Tras la llegada del primer borbon en 1714, se instaló en el edificio de Barcelona un cuartel de artillería, , hasta el año 1935, en que se cedió al Ayuntamiento, que lo destinó a Museo Marítimo, inaugurándose el 18 de enero de 1941.