Arsenał Miejski został wybudowany przez Gabriela Słońskiego. Był drugim arsenałem w Krakowie, po wzniesionym kilkadziesiąt lat wcześniej przy Bramie Grodzkiej Arsenalem Królewskim. Jest częścią Muzeum Książąt Czartoryskich – Oddziału Muzeum Narodowego w Krakowie. 

Został przystawiony do murów obronnych, pomiędzy basztami  Stolarzy i Cieśli, w pobliżu  Barbakanu. W zbrojowni składowano wówczas strzelby, działa i proch. W 1626 r. otrzymał nowe sklepienie i łamany dach krakowski. Budynek pierwotnie parterowy nadbudowano w latach 1860-1861, według projektu architekta Antoniego Stacherskiego. W latach 70.XIX w. przebudowany w stylu neogotyckim przez Maurycego Ouradou na tak zwany Zakład Naukowy Książąt Czartoryskich. W 1874 r. w budynku umieszczono Bibliotekę Czartoryskich.

Był to pierwotnie budynek parterowy wykonany z łamanego piaskowca, stojący przy murach obronnych pomiędzy basztami  Stolarzy i Cieśli, niedaleko  Barbakanu. W kolebkowo sklepionej sali przechowywano strzelby i działa. Beczki prochu dla bezpieczeństwa trzymano w podziemnym magazynie. W roku 1626 arsenał otrzymał nowe sklepienie oraz został przykryty łamanym dachem krakowskim.

Arsenał na początku XIX w. ocalał przed rozbiórką, która dotknęła większość murów obronnych dzięki interwencji senatora Feliksa Radwańskiego. W latach 1854–1861 został przebudowany przez Antoniego Stacherskiego. Nadbudowano piętro z przeznaczeniem na magazyn i koszary, a budynek otrzymał kształt włoskiego, wczesnorenesansowego zameczku. W 1874 r. gmina ofiarowała budynek razem z basztami Stolarską i Ciesielską na cele muzealne księciu  Władisławowi Czartoryjskiemu. Zostały zakupione również sąsiednie kamienice i część dawnego klasztoru oo. Pijarów. Po adaptacji budynków, opracowanej przez Maurycego Ouradou powstał zespół architektoniczny, składający się z pałacu, tzw. klasztorka i arsenału, połączonych ze sobą pomostami.

W roku 1876 został poświęcony i otwarty Klasztorek. Data uważana jest za otwierającą nowy okres w historii muzeum, zwanego Muzeum Ksiąśąt Czartoryjskich. Przez długi czas w Arsenale mieściła się Biblioteka Czartoryjskich, od 1961 r. księgozbiór znajduje się w kamienicy przy ul.św. Marka 17 w Krakowie. W latach 1965–1975 Arsenał został przebudowany według projektu S. Świszczowskiego. Dach czterospadowy zastąpiony został dachem płaskim ze świetlikami.

W 1961 r. zbiory przeniesiono do nowego gmachu przy ulicy św. Marka 17, a w dawnym Arsenale otwarto wystawę części zbiorów Muzeum Czartoryskich. Założeniem wystawy stałej sztuki starożytnej, mieszczącej się na 1 piętrze w Arsenale, jest ukazanie kompleksowego obrazu sztuki kultur starożytnych. Trzon ekspozycji stanowi zbiór pozyskany przez księcia Władysława Czartoryskiego w 2. połowie XIX w.. Jako dopełnienie głównej ekspozycji sztuki starożytnej zwiedzający może zobaczyć dwie wystawy w pomieszczeniach baszt przylegających do budynku Arsenału: wybór monet greckich i rzymskich oraz zespół obiektów z terenu Polski pochodzący z kolekcji prahistorycznej księcia Władysława Czartoryskiego.