24 августа 2016 открылся реставрированный павильон «Арсенал» – больше семидесяти лет он находился в полуразрушенном состоянии. Здесь размещена новая экспозиция «Царскосельский Арсенал. Императорская коллекция оружия», созданная совместно с Государственным Эрмитажем. Предмет особой гордости – собрание восточного оружия российских императоров из фондов ГМЗ «Царское Село». Как и прежде, экспозиционным центром стал восьмиугольный зал на втором этаже – Зал рыцарей.

Арсенал – главный павильон Александровского парка. Изначально на его месте располагался Монбижу, построенный в 1747–1754 годах по проектам Саввы Чевакинского и Франческо-Бартоломео Растрелли. Он был создан в одном стиле с павильоном «Эрмитаж» в Екатерининском парке и принадлежал к лучшим образцам русского барокко. Монбижу использовался как охотничий павильон и размещался в так называемом Зверинце – на территории, где содержали животных в естественных условиях. Постепенно Зверинец пришел в запустение, а Монбижу обветшал. Александр I принял решение его перестроить и выбрал для нового облика павильона одно из неоготических сооружений в английском королевском парке в Виндзоре. Перестройку продолжил Николай I, находившийся под впечатлением убранства и коллекций в замке Вальтера Скотта Абботсфорд – «жилища средневекового рыцаря».

В 1819–1834 годах здание Монбижу было перестроено в неоготическом стиле по проекту шотландского архитектора Адама Менеласа – так появился павильон «Арсенал». Свой замысел Менеласу не удалось осуществить до конца: он умер в разгар отделочных работ в августе 1831-го от холеры. Отделку интерьеров завершил архитектор Александр Тон.

31 января 1834 года Николай I, находясь в Царском Селе, повелел, чтобы Монбижу «впредь называть Арсеналом, предав первое имя забвению». Арсенал стал одним из выразительных памятников русской неоготической архитектуры XIX века. 

Для маломобильных посетителей предусмотрены специальные подъемники для входа в музей и подъема на второй этаж.

На первом и втором этажах разместилась экспозиция об истории Монбижу и Арсенала, а также коллекции западноевропейского и восточного оружия. В Албанской комнате с помощью 3D технологий воссоздана соответствующая акварель Аллоизия Рокштуля. В одной из башен демонстрируется фильм об истории «каруселей», а в комнате с винтовой лестницей можно изучить электронные книги по истории Арсенала и узнать о хранителях императорских библиотеки и коллекции оружия.

Помимо предметов из собственной коллекции, а также предоставленных на временное хранение, музей приобретал на аукционах за собственные средства ценные предметы европейского вооружения и снаряжения XVI–XVII веков, в том числе доспехи, шлемы, алебарды, мечи. Все эти раритеты включены в новую экспозицию.