Комплекс состоит из корпусов, построенных и реконструированных в разное время. Здесь имеются постройки конца XVIII века, а также строения с интерьерами в стиле сталинского ампира.
Территория, на которой находится комплекс зданий Нового Арсенала, начала развиваться в первые годы застройки Санкт-Петербурга. Здесь размещались склады, помещения для ремонта и хранения орудий, снарядов и материалов, а в конце XVIII века по проектам архитектора Фёдора Демерцова были возведены первые каменные цейхгаузы, кузницы и мастерские, а также главный корпус, обращенный на Литейный проспект.
В XVIII-XIX веках Новый Арсенал признавался современниками одним из красивейших комплексов Санкт-Петербурга.
С переводом Арсенала на правый берег реки Невы здания занимает Главное Артиллерийское управление. Здесь открываются мастерские для отделки орудий, впоследствии преобразованные в Санкт-Петербургский орудийный завод, а также открыта первая опытная патронная мастерская, занимавшаяся изучением капсюлей для их массового производства.
В дальнейшем опытная мастерская была преобразована в Гильзовое отделение Санкт-Петербургского патронного завода. Изменение функционального назначения здания привело к преобразованию его облика по проекту, разработанному Романом фон Генрихсеном, фасады перестраиваются в стиле эклектики.