Die Sanierung wurde mit Mitteln aus dem Europäischen Fonds für die regionale Entwicklung (EFRE) gefördert. Zum Bauprojekt gehörten die Wiederherstellung der Fassade unter Beachtung des Ensembleschutzes in der Seestraße. So sollte das für das Seebad typische Erscheinungsbild erhalten werden. Im Innern wurde das Gebäude zur Nutzung durch das IOW mit Aufzug und somit im Wesentlichen barrierefrei, den Anforderungen an eine zeitgemäße Nutzung unter Berücksichtigung der hohen Anforderungen an den baulichen Brandschutz und den Forderungen aus der Arbeitsstättenrichtlinie entsprechend hergerichtet. Dazu gehörte u. a. die Erneuerung der Elektrotechnik, Informationstechnik sowie der Heizungs-, Lüftungs- und Sanitärinstallationen im gesamten Gebäude.

Auf 588 m² Nutzfläche entstanden im Hochparterre und ersten Obergeschoss u. a. Büros und Seminarräume, im Souterrain wurden Räumlichkeiten für ein Besucherzentrum mit verschiedenen Elementen baulich vorbereitet, z. B. Schaufenster Ostseeforschung, Experimente zum Selbermachen, Modelle und Simulationen aus der Arbeit des IOW. Einige Zimmer für die Gäste des Instituts entstanden im Dachgeschoss.

Die Villa ist vermutlich um das Jahr 1890/91 nach Plänen des Hofbaumeisters Emil Liß aus Schwerin im Stil der Neorenaissance als ziegelsichtiger Bau mit Putz-Stuck-Applikationen von dem Chemiefabrikanten Dr. Friedrich Martin Sigismund Carl Witte (1829 - 1893) errichtet worden.
Anfang der 1930er Jahre erwarb Prof. Dr. Dr. Ernst Heinrich Heinkel (1888 - 1958) die Villa. In dieser Zeit wurde der Bau in seinem Erscheinungsbild erheblich verändert. Nach dem Krieg ging das Gebäude in staatliches Eigentum über und wurde seit 1952 als Institutsgebäude (Abteilung Meereskunde des Seehydrografischen Dienstes der DDR, dem späteren Institut für Meereskunde Warnemünde) genutzt.
Seit 1992 nutzt das Leibniz-Institut für Ostseeforschung das Gebäude.