Арсенал основан в 1712 году на левом берегу Невы, первоначально представляя собой Литейный, Деловой и Пушечный дворы. Началом его деятельности как единого комплекса следует считать указ Петра I от 21 апреля 1714 г. Арсенал представлял собой техническое артиллерийское заведение, предназначенное для изготовления, ремонта и хранения орудий, лафетов, зарядных ящиков, понтонов, амуниции и пороха, а также для литья колоколов. Первоначально Арсенал подчинялся Приказу артиллерии, с 1720 года – Военной коллегии и непосредственно генерал-фельдцейхмейстеру. Значительное развитие Арсенал получил в годы деятельности графа П.И.Шувалова (1756–1762 гг.), производя все виды орудий, изобретенных самим графом, в том числе знаменитые единороги и гаубицы. Также в 1756 году при Арсенале был создан первый артиллерийский музей.

С воцарением Павла I упразднено звание генерал-фельдцейхмейстера, и Арсенал стал подчиняться Инспектору всей артиллерии. В 1799 году на месте старых пушечных магазинов возник «Новый Арсенал», который теперь состоял из 3–х зданий: главный (Старый) Арсенал, механический (Новый) Арсенал и Литейный двор. В 1802 году в ходе учреждения министерств, Военная коллегия была упразднена, и Арсенал стал подчиняться Артиллерийскому департаменту Министерства военно-сухопутных сил (с 1815 года – Военное министерство). Большую роль в развитии Арсенала сыграл с 1803 года граф А.А.Аракчеев: при нем построены новые машины, горны, медеплавильные печи, а в 1810 году на Арсенале появилась первая паровая машина, установленная заводчиком Ф.Бердом. Наконец, в 1821 году при Арсенале основана Техническая артиллерийская школа для обучения мастеров. При Николае I произошло упорядочивание деятельности Арсенала: в 1828 году он подчинен особому генералу в звании инспектора местных арсеналов. Приказом от 22 июня 1840 г. личный состав Арсенала увеличен и разделен на 5 рот, составлявших Арсенальную бригаду.

11 января 1841 г. Арсенал перенесен на правый берег Невы, на место старой «градской партикулярной верфи». Новый Арсенал открыт 8 ноября 1849 г. От него был отделен исторический музей и запасы готовой артиллерии, что превращало Арсенал в артиллерийский завод. Среди нововведений следует отметить открытие в литейном цехе химической лаборатории. В Арсенале проводилось производство опытных образцов карабинов и штуцеров для французского правительства; он также участвовал во Всемирной выставке в Лондоне в 1850 году

Новые преобразования в Арсенале начались в связи с поражением России в Крымской войне. В 1856 году на Арсенале начаты опыты по испытанию образца железного лафета вместо деревянного. В 1859 году при Арсенале открыта первая русская мастерская для нарезки ружей, а также началось производство нарезной артиллерии. После отмены крепостного права, 18 июня 1866 г. указом Александра II в Арсенале упразднялись мастеровые роты, которых заменили вольные мастеровые. В 1868 году в помещении Старого Арсенала устроена Орудийная мастерская для отделки орудий (впоследствии – Петербургский орудийный завод), непосредственного подчиненная командиру Арсенала как особый подотдел. В 1868–1870 гг. на Арсенале построены новые отражательные печи, установлены подъемные краны, проведена железная дорога и введено газовое освещение. Все эти преобразования связаны с переходом в 1876 году от бронзового к чугунному литью.

В 1882 году на Арсенале прекращено пушечное литье; завод получил характер военно–механического. В 1887 году при Арсенале устроена механическая лаборатория для испытания металла на прочность. К концу XIX века Арсенал изготовлял лафеты, зарядные ящики, колеса, солдатскую амуницию и пр. В 1899–1902 гг. произошло переустройство Арсенала и расширение средств его технической деятельности: построены новая лафетная, железная дорога и центральная электрическая станция, подведены центральная система парового отопления и водопровод. Деятельность Арсенала была весьма разнообразна – он производил походные рации, принадлежности для спуска 3-х дюймовых светящихся ракет, светящиеся снаряды, предложенные полковником Погребняковым, бомбы для метания с дирижаблей и аэропланов и др. продукцию.

С началом Первой мировой войны Арсенал перешел в ведение Главного артиллерийского управления и полностью переключился на изготовление военных заказов для русской армии. Для их выполнения в 1914–1916 гг. Арсенал был существенно расширен. Его рабочие устанавливали 37-мм пушку и приспособления для метания воздушных мин на аэропланы «Илья Муромец». Для секвестрованных оптических заводов, находившихся на территории России и принадлежавших германским и австрийским подданным, на предприятии изготовлялись трубы для оптических стереотруб Цейса, а с декабря 1916 г. – платформы для 3-х дюймовых пушек для стрельбы по самолетам, ставшие прообразом зенитной артиллерии. Для производства гранат было открыто отделение Арсенала при Карточной фабрике, упраздненное в январе 1918 г.

В связи с приближением противника, с августа 1917 г. началась частичная эвакуация Арсенала на механический завод Дж. Гриевза в Бердянске, на завод Вильде в Таганроге, завод Кубаполь в Екатеринодаре и в имение Голицыных на станцию Вешняки под Москвой. После Октябрьской революции Арсенал перешел в собственность Советского государства и был закрыт 5 марта 1918 г. После возобновления деятельности носил название «Красный арсенал».

Высочайшие указы, положения и инструкции (1828–1831 гг.); циркуляры Военного министерства (1861; 1873–1891 гг.); распоряжения Главного штаба (1911 г.); приказы и предписания инспектора местных арсеналов, Артиллерийского департамента и Главного артиллерийского управления (1821–1822; 1833–1834; 1837; 1842–1918 гг.); протоколы заседаний Временного бюро начальников заводов и Всероссийского комитета рабочих заводов Артиллерийского ведомства (1917 г.).

Приказы командира (позднее – начальника) Арсенала (1821–1822; 1833–1834; 1837; 1842–1917 гг.); рапорты и донесения инспектору местных арсеналов (1848–1849 гг.); рапорты начальника Арсенала (1916–1917 гг.); срочные донесения (1917–1918 гг.); журналы заседаний Хозяйственного комитета (1886; 1888–1904; 1907–1909; 1913–1917 гг.); протоколы заседаний Центральной расценочной комиссии (1917–1918 гг.).

Годовые отчеты о деятельности Арсенала (1833; 1840; 1849–1850 гг.); хозяйственные планы (1883; 1885–1886; 1910; 1914–1917 гг.); финансовые планы деятельности Арсенала (1851; 1904–1909; 1917–1918 гг.); переписка о штатах Арсенала (1821 г.); о проверке деятельности Арсенала и Охтинского порохового завода (1824 г.); документы об устройстве и деятельности газового завода (1868–1879 гг.), чашечной (1858–1859 гг.); сборочной (1883–1895 гг.), слесарной, слесарно-лафетной и слесарно-паяльной мастерских (1883–1918 гг.), деревообделочной и станочной мастерских (1894–1918 гг.); переписка о деятельности Орудийного завода (1884–1905 гг.); об учреждении новой мастерской при Орудийном заводе (1894–1896 гг.); о деятельности механической лаборатории (1887–1910 гг.); документы о деятельности и ликвидации отделения Арсенала при Карточной фабрике (1914–1918 гг.); переписка об эвакуации Арсенала (1917–1918 гг.).

Договоры, сметы и переписка о производстве строительных работ, о поставках и испытаниях оборудования и различных механизмов, о поставках материалов для Арсенала (1821–1921 гг.); ведомости станков и машин (1844–1855 гг.); документы о постройке железной дороги к Арсеналу (1894–1919 гг.); переписка по контрактам на выполнение работ (1835–1836; 1884–1889; 1901–1919 гг.); расчетные тетради на производство различных работ (1895–1911 гг.); чертежи зданий мастерских и оборудования (1824–1828; 1854–1857; 1884–1915 гг.); дневник VI Международного пожарного конгресса (1912–1913 гг.); переписка о противопожарной охране Арсенала (1915–1916 гг.).

Докладные записки, рапорты и переписка об изготовлении, исправлении и усовершенствовании орудий, лафетов, зарядных ящиков и различного артиллерийского снаряжения; о приеме на хранение и отпуске оружия в воинские части (1824–1828; 1844–1857; 1870–1917 гг.); об изготовлении оружия по заграничным заказам; о приеме оружия и оборудования из-за границы (1828; 1845–1846; 1858; 1866; 1871–1873; 1883–1913 гг.); документы о производстве опыта по улучшению штуцеров и ружей (1856–1857 гг.); опытов обшивки гранат свинцом (1869 г.); о переделке пулеметов системы Каргина (1885–1889 гг.); изготовлении самокатов для пехоты (1889 г.); об испытании каучука (1892 г.) и производстве опытов вулканизации дерева (1906–1913 гг.); переписка об изготовлении станков для светящихся ракет (1905–1910 гг.); об опытном применении феррованадиевых и алюминиевых сплавов в изготовлении артиллерийских орудий и брони (1908–1914 гг.); об изготовлении и испытании прибора для ускорения выработки снарядов, изобретенного механиком В.Козловским (1909–1910 гг.); об изготовлении запасных частей, снарядов и орудий для аэропланов по заказу инженерного ведомства (1908–1916 гг.); пробной модели аэроплана системы генерал-майора М.Поморцева (1910–1913 гг.); о производстве платформ для зенитной артиллерии (1915–1917 гг.); документы о реквизиции материалов для Арсенала, переписка по военным заказам (1914–1919 гг.); переписка об изготовлении в Арсенале предметов сельского хозяйства (1917–1918 гг.); чертежи деталей лафетов, зарядных ящиков и другого артиллерийского снаряжения (1884–1915 гг.); таблицы испытаний сортов стали; таблицы результатов испытаний орудий на разрыв (1887; 1893–1896; 1904–1907; 1910 гг.).

Главные книги (1877; 1895–1917 гг.); балансовые отчеты и акты (1885–1902; 1918 гг.); книга заказов (1913–1915 гг.); книги доходов и расходов (1913–1917 гг.); переписка по кредитам и ассигнованиям (1895; 1909–1918 гг.); именной список кредиторов казны (1912 г.); книги прихода и расхода материалов (1841–1846 гг.); инвентарь имущества (1908–1912 гг.); номенклатура предметов и материалов Арсенала (1905–1917 гг.); документы о реорганизации бухгалтерии (1918–1920 гг.).

Документы о выдаче пособия Русскому техническому обществу на содержание школ (1883–1884 гг.); об учениках и мастерах Артиллерийской технической школы (1889 г.); переписка о выдаче пособий солдатским детям (1866–1867; 1873; 1889; 1891 гг.); о стипендиях Арсенала для детей рабочих и служащих (1914 г.).

Документы о заболеваниях рабочих и служащих (1847–1857; 1892–1894 гг.); об устройстве холерного отделения (1892–1897 гг.); амбулаторная книга отделения (1899 г.); переписка об оплате больничных листов (1890; 1895; 1899–1907; 1909–1918 гг.); документы о порядке назначения и выдаче пенсий (1905–1914 гг.); настольный журнал о назначении пенсии (1912 г.); переписка о несчастных случаях с рабочими и назначении им пенсии за увечья (1846; 1848; 1863; 1887–1918 гг.); протоколы о несчастных случаях (1910; 1917 гг.); документы об отказе в выдаче пенсий; о предоставлении сведений для назначения пенсий (1913–1917 гг.); пенсионные дела рабочих и служащих (1889–1891; 1905–1920 гг.).

Переписка об образовании ссудо-сберегательной и похоронной касс (1906–1914 гг.); об оборудовании рабочей столовой (1917–1918 гг.); списки членов ссудо-сберегательной кассы (1889–1914 гг.); переписка по офицерскому заемному капиталу (1897; 1899; 1917 гг.); книга регистрации вкладов (1907–1912 гг.).

Переписка по следственным и судебным делам военнослужащих Арсенала (1842–1845; 1850; 1856–1857; 1859; 1862–1865 гг.); об отчуждении земли от Арсенала (1907–1916 гг.); документы о взимании штрафного капитала; штрафные списки рабочих и мастеровых (1890–1895 гг.); переписка по жалобам военнослужащих (1853–1854 гг.); документы о деятельности офицерских собраний (1909; 1917 гг.); переписка о выборе старост в мастерских (1911–1915 гг.); об избрании выборщика из рабочих в Центральный военно-промышленный комитет (1915 г.); рапорт о забастовке рабочих деревообделочной мастерской (1917 г.); документы о деятельности заводского комитета Арсенала, протоколы общих собраний рабочих и служащих, заседаний Комитета союза служащих (1917–1918 гг.).

Документы об участии во Всемирных выставках в Лондоне (1850; 1861 гг.) и в Париже (1900 г.); о работах по сооружению ограды у Троицкого собора в С.-Петербурге (1883–1885 гг.); о создании памятника Петру I (1913–1915 гг.); ведомости «достопамятным вещам» – старинного оружия, знамен, обмундирования, конской амуниции и трофейных предметов, хранившихся в Арсенале (1841–1846 гг.); переписка о передаче в Артиллерийский музей орудий, лафетов и принадлежностей к ним и ведомости передаваемого имущества (1869–1871 гг.); документы по истории Арсенала – рукописи полковника Родзевича и др. лиц; переписка о праздновании 200-летия Арсенала (1907–1914 гг.); вырезки из газет (1918–1919 гг.); домовые книги (1889–1906; 1908–1916 гг.).

Документы о приеме, награждении и увольнении рабочих и служащих (1821–1823; 1827–1828; 1848; 1862; 1889–1918 гг.); переписка с инспектором местных арсеналов об определении в Арсенал рекрут (1824–1825; 1847 гг.), о службе кантонистов, список кантонистов (1847–1848 гг.); документы об отпусках и командировках (1826–1827; 1891–1895; 1908–1910 гг.); о выдаче видов на жительство (1910–1917 гг.); ведомости о количестве заработанных денег; требовательные ведомости на выдачу жалования рабочим и служащим; списки на выдачу жалования (1884–1918 гг.); книга записи мастеровых (1877–1898 гг.); отметочные журналы рабочих (1893–1919 гг.); журналы нарядов, сверхурочных и сдельных работ (1902–1917 гг.); расчетные книжки, расчетные листки рабочих и мастеровых (1887–1917 гг.); документы об учете военнообязанных, о призыве и освобождении от службы, списки военнообязанных (1909–1917 гг.); переписка о ратниках ополчения частных заводов (1915 г.); о выдаче пособий семьям мобилизованных; списки семей (1914–1918 гг.); формулярные и послужные списки чиновников, офицеров и нижних чинов (1838; 1841–1916 гг.); список военнослужащих (1824 г.); списки генералов, штаб- и обер-офицеров и чиновников (1885–1888; 1900 гг.); алфавиты нижних чинов (1838; 1844–1853; 1856–1862; 1866 гг.); именные списки солдатских детей и нижних чинов (1858–1866 гг.); алфавитные книги мастеровых (1904–1906 гг.) и служащих (1908–1913 гг.); списки рабочих и служащих (1884–1917 гг.).

Документы о деятельности Охтинского порохового завода (первая половина XIX в.).