Arsenał, czyli królewski magazyn broni to wczesnobarokowy, dwukondygnacyjny budynek z rozległym, wewnętrznym dziedzińcem. Gmach ten wzniesiony został w latach 1638-1643 z rozkazu króla Władysława IV. Budową kierowali kolejno Paweł Grodzicki i Krzysztof Arciszewski. W swojej niemal czterystuletniej historii był jeszcze wielokrotnie przebudowywany: w latach 1752-54, 1779-82, 1817 (przez Wilhelma Henryka Mintera) oraz w połowie wieku XIX i w latach 1935-1938.

Budynek przestał pełnić funkcje magazynowe po upadku powstania listopadowego i utworzono w nim carskie więzienie. Po odzyskaniu niepodległości w obiekcie dalej mieściło się więzienia, które zamknięto w 1935 r. aby następnie przekazać obiekt na rzecz Archiwum Państwowego (po zakończeniu adaptacji budynku w 1938 r.).

Arsenał był wielokrotnie świadkiem dramatycznych wydarzeń z polskiej historii. W nocy z 29 na 30 listopada 1830 roku ludność Warszawy zdobyła budynek, wspierając tym samym rozpoczynające się powstanie listopadowe, zaś 26 marca 1943 miała tu miejsce najsłynniejsza akcja Szarych Szeregów, znana jako Akcja pod Arsenałem (patrz też film pt. Akcja pod Arsenałem).

5 sierpnia gmach Arsenału zostaje zajęty przez powstańców, którzy bronili go do 23 sierpnia. Tego dnia zniszczeniu uległy najcenniejsze zbiory Archiwum Miejskiego zgromadzone w sali parterowej pawilonu zachodniego.

Uszkodzony w czasie walk powstańczych budynek został spalony przez Niemców 4 listopada. Całkowitemu zniszczeniu uległa wtedy pozostała część zbiorów Archiwum.

W latach 1948–50 Arsenał został odbudowany według projektu Bruno Zborowskiego. Od 1959 jest siedzibą Państwowego Muzeum Archeologicznego.

W 1965 gmach Arsenału został wpisany do rejestru zabytków pod nr 87.