Здание Арсенала (Цейхгауза) имеет долгую строительную историю. Его возведение началось в 1702 г. по инициативе Петра I в соответствии с составленным им планом. Арсенал предполагалось использовать не только в качестве военного склада, но и как музей-хранилище военных трофеев и древнего оружия. Самое большое сооружение Москвы петровского времени заняло северный угол территории Кремля между Троицкой и Никольской башнями, освободившийся от застройки после пожара 1701 г. Оно положило начало укрупнению масштаба строительства в Кремле.

На первом этапе работы возглавили архитекторы М. Чоглоков, Д. Иванов и Х. Конрад. С 1706 г. из-за войны со Швецией и недостатка денежных средств строительство затормозилось и после нескольких перерывов было завершено лишь в 1736 г. С 1731 г. строительством руководили фельдмаршал Б.-Х.Миних и архитектор И. Шумахер. В 1737 г. во время пожара в Москве Арсенал сильно пострадал, выгорели все деревянные перекрытия. Восстановление здания было проведено только в 1786-1796 гг. Эта работа осуществлялась под руководством М. Казакова и инженера А. Герарда.

Перед отступлением из Москвы войск Наполеона в 1812 г. Арсенал был взорван, до фундамента был уничтожен северо-восточный торец, остальная часть здания получила повреждения. Восстановительные работы по проекту архитекторов А. Бакарева, И. Мироновского, И. Таманского и Е. Тюрина начались в 1814 г. и завершились в 1828 г.

Несмотря на столь долгий срок строительства, первоначально задуманное объемно-планировочное решение сооружения сохранилось. Менялись лишь конструкции перекрытий, внутренняя планировка, архитектурные и декоративные детали на фасадах. В плане здание имеет форму вытянутой трапеции с большим внутренним двором, северо-западной и северо-восточной сторонами оно вплотную примыкает к крепостной стене. Архитектура двухэтажных фасадов носит монументальный характер. Это достигается мощной гладью декорированных белым камнем кирпичных стен, прорезанных двумя рядами редко расставленных спаренных арочных проемов с глубокими откосами. Два входа во внутренний двор на южном и восточном фасадах отмечены портиками, несущими в себе черты барокко и классицизма. Высокая барочная кровля со слуховыми окнами в процессе перестроек была заменена ныне существующей пологой двускатной.

После 1812 г. в Арсенале предполагалось устроить музей Отечественной войны, для чего к 1819 г. сюда были свезены трофейные артиллерийские орудия и размещены вдоль фасадов здания. После сноса в 1960 г. старой Оружейной палаты сюда же перенесли и русские пушки, установленные на лафетах. В настоящее время орудия являются экспонатами Музеев Московского Кремля.