С самого начала работ по укреплению города Замость важную фортификационную роль играл Арсенал. Первое деревянное здание было построено в период с мая 1582 по июль 1583 г., по проекту Бернардо Морандо.

Это здание, под названием "armamentarium", мы находим на плане 1617 года Г. Брауна. В результате изменений в архитектуре города – были замурованы Люблинские ворота, произошло смещение коммуникационных артерий, Арсенал был перемещен на другую часть города поближе к III бастиону. Новое кирпичное здание было построено, скорее всего, по проекту Андреа дель Аква.
Вероятнее всего, первоначальный вид здания значительно отличался от того, что мы видим сегодня. Арсенал сгорел в 1658 году. Это вынудило провести капитальный ремонт, в результате которого первоначальный вид здания был изменен. Этот пожар уничтожил и хранившееся в Арсенале оружие – оно сгорело либо расплавилось вместе с уничтоженным зданием.
Конструкция здания и планировка помещений были полностью подчинены функциям, которые выполнял Арсенал - склад оружия и артиллерии в крепости, а также в оружейной палате, в которой были собраны интересные экземпляры, полученные или завоеванные Яном Замойским. О таком использовании складских помещений вспоминает в своих документах секретарь папского легата, Бонифаций Ваноцци, описывая таблицу, установленную в Арсенале с надписью: "Pro bombardis tum bello Moscovilico portis, tum ab omnis principibus et civitatibus donatis, tym densique sup juscu, Joannes de Zamoscio,regni Poloniae cancellorius, exercitusque dux supremus F.C. anno orbis redem. MDXXCII.". В XVII веке, особенно после пожара, Арсенал выполнял только роль хранилища городского оружия и оружия ординатов, а самые ценные пушки оставались за пределами крепости, переданные в аренду королевским войскам во время войн со Швецией. История Арсенала как пространства для коллекции оружия Яна Замойского была лишь коротким эпизодом в его долгой, военной истории. Реконструкция в XIX веке изменила пропорции здания, но не повлияла при этом на его предназначение. В связи с переходом крепости из рук частных лиц в собственность казны, замойский арсенал стал военным объектом, сначала польских войск, затем русских. Утилизация крепости Замость в 1866 году завершила историю здания в качестве склада вооружения. Во второй половине XIX в. и в XX в. в здании располагался склад, школа, производственное предприятие.
В 1976-1980 гг. здание подверглось значительной реконструкции в рамках мероприятий, направленных на восстановление древней части города. В октябре 1984 г. на первом этаже здания Арсенала была открыта выставка «Военные традиции в замойском регионе в 1580-1984 гг.».
Параллельно продолжались работы по организации выставки под открытым небом на территории, где прежде располагались фортификации вокруг III бастиона. Экспозиция «Артиллерия и танковое оружие периода Второй мировой войны» была представлена в 1987 году. Выставка под открытым небом стала важным элементом на туристической карте замойского региона. Открытый характер экспозиции привлекал многочисленных посетителей. Коллекции военной техники были представлены на многочисленных временных выставках, проводимых в Арсенале. Благодаря большому, открытому пространству, помещения Арсенала использовались также с целью проведения крупных зрелищных историко-художественных выставок, например, «Библиотека замойских ординатов: от Яна до Яна», представленная в 2005 г., в 400 годовщину смерти основателя города Яна Замойского.