Сооружение, расположенное в Александровском парке на главной геометрической оси всего дворцового ансамбля, представляет собой высокое кирпичное здание в стиле английской готики. Строительство Арсенала было начато архитектором А.А.Менеласом в 1819 году и закончено А.А.Тоном в 1834 году. Арсенал создан из вычурного барочного павильона "Монбижу", построенного для царской охоты архитекторами С.И.Чевакинским и Ф.Б. Растрелли в 1747-1754 годах в центре "зверинца".

Здание Арсенала скопировано с павильона в поместье Шрубс-Хилл, изображенного на английской гравюре, висевшей в верхнем зале Адмиралтейства. Арсенал - это четыре шестиугольные четырехэтажные башни, завершающиеся зубцами и примыкающие к центральному восьмигранному массиву. Красные кирпичные стены с белой расшивкой швов и белыми же наличниками стрельчатых, круглых и полуциркульных окон с переплетами готического рисунка определяют облик этого сооружения.

В нижнем этаже Арсенала находились библиотека, большой зал, освещенный огромным венецианским окном с семьюдесятью двумя витражными стеклами, кабинет и другие помещения. Дверь из вестибюля выходила на парадную каменную лестницу, ведущую на второй этаж, центральным помещением которого являлся восьмиугольный Рыцарский зал. Здесь располагалась редчайшая военная коллекция. На двух этажах и на лестнице было размещено до пяти тысяч единиц холодного и огнестрельного оружия. Начало этому собранию положил Император Николай I, а затем его умножил Александр II. Позднее, в 1886 году, оружие было передано в Эрмитаж Санкт-Петербурга.

Кроме оружия здесь хранились такие реликвии, как трость Екатерины II, трофеи Венгерской войны, сабля Т.Костюшко, секиры и палицы Шамиля, сабля и палица И.Мазепы, личные вещи императора Наполеона. Впоследствии в Арсенал были помещены точные копии формы одежды русских конных полков, коллекции стекла и фарфора Его Императорского Величества завода. Вся коллекция позднее была передана в музеи Санкт-Петербурга.

В войну здание было почти разрушено, и сегодня только общие очертания напоминают о былом великолепии Арсенала.