Ранним утром 13 июля 1826 г. после совершения акта гражданской казни на территории Кронверка были повешены декабристы М. П. Бестужев-Рюмин, П. Г. Каховский, С. И. Муравьев-Апостол, П. И. Пестель и К.Ф.Рылеев.

По предложению Императорской Академии наук, в 1829 г. на территории Кронверка планировалось построить магнетическую обсерваторию для наблюдения магнетических явлений в природе, однако ее строительство так и не было осуществлено.

В 1842 г. на территории гласиса был устроен городской «водяной курорт — заведение минеральных вод», в 1844 г. началась разбивка Александровского парка (в честь св. князя Александра Невского), который был открыт 30 августа 1845 г.

Решение о строительстве каменного Кронверка было принято в 1848 г. в связи с волной прокатившихся по Европе революций. Вместе с другими мерами по предотвращению распространения «революционной заразы» должны были способствовать крепости, возведенные в Киеве, Севастополе, Измаиле, Бобруйске, Динабурге, и в первую очередь в столице Российской империи — Санкт-Петербурге.

18 марта 1849 г. император Николай I утвердил проект каменного двух-этажного арсенала в Кронверке. Проект подписали военный министр А.И.Чернышев, инспектор по инженерной части инженер-генерал И.И.Ден, директор Инженерного департамента генерал-лейтенант А.И.Фельдман, начальник чертежной Инженерного департамента генерал-майор К.Ф.Постелье, заведующий работами инженер-полковник И.Ф.Иокиш, архитектор Инженерного департамента коллежский асессор П.И. Таманский.

В 1851 г. была окончена забутовка фундамента и выведен гранитный цоколь арсенала, а 21 августа 1851г., накануне 20-летнего юбилея официального восшествия на престол Николая I, состоялась его закладка.
В фундамент при этом заложили медную вызолоченную доску с надписью и по одной монете каждого достоинства того же года. Строительство велось из кирпича и путиловской плиты. К 1853 г. были возведены стены средней части здания, а в 1854 г. — левое крыло. По северному берегу Кронверкского пролива проложили набережную дорогу.

В конце 1853 г. Николай I посетил строительство и остался доволен величественным видом строящейся крепости, которую он приказал именовать «Новым арсеналом в Кронверке». Император объявил всем строителям высочайшую благодарность, а рабочим приказал выдать по 50 копеек серебром.

В связи с началом Крымской (Восточной) войны по приказу Николая I Санкт-Петербургская крепость и Кронверк были приведены в боевую готовность. Наблюдение за работами было поручено великому князю Николаю Николаевичу. В Кронверке разместили 41 пушку 24- и 18-фунтового калибра. По нижнему этажу арсенала были подготовлены помещения для солдат, исправлены пороховые погреба, валганги (верхняя часть крепостного вала) и брустверы, въезды на мосты прикрыты палисадами. На мостах, ведущих к воротам Кронверка, сделали раздвижные части. Для сообщения с Санкт-Петербургской крепостью был устроен деревянный неразводной мост. Вместе с тем работы по строительству самого арсенала не прекращались. В 1853–1855 гг. возведены новые ворота Кронверка. Строительство арсенала завершилось в ноябре 1860 г.

В плане и с внешней стороны здание имеет вид огромного подковообразного равелина с амбразурами и бойницами: окна-бойницы для двухъ-ярусной артиллерийской стрельбы и бойницы для оружейной стрельбы. Длина арсенала по оси равна 472 м, стены по наружному фасаду достигают толщины 1,8 м, по внутреннему — 1,3 м.

Внутренние помещения Кронверка были декорированы в дворцовом ложноготическом стиле. Внутренняя планировка и архитектурное оформление здания различны. Высокие, строгие по архитектуре залы 3-го этажа богато оформлены сложной штукатуркой и лепными деталями. Соединительные боксы в зоне лестничных клеток выделены художественными металлическими решетками. Верхний и нижний этажи образуют галереи, средний этаж является антресольным.

Над главным входом в здание укреплена чугунная доска с надписью: «Главным наблюдателем работ был генерал-адъютант Фельдман, а производителем полковник Иокиш». Под аркой восточного крыла арсенала изображен герб Российской империи, а на чугунных досках — годы строительства здания «1850–1860». Над соответствующей датой — бронзовые вензеля императоров Николая I и Александра II.

Главный вход в здание открывается художественно оформленным вестибюлем и аппарельной (с пандусом) лестницей, предназначавшейся для подъема орудий. Пандус из двух пологих лестниц, полукругом сходящихся на площадке перед входом третьего этажа, иногда называют «Золотой горкой». Название это появилось в связи с пышным убранством лестницы в дни празднования 500-летия русской артиллерии в ноябре 1889 г.

В процессе строительства, а также в связи с появлением нарезной артиллерии, развитием военного дела и новых форм ведения боя здание арсенала утратило свое фортификационное значение.

В декабре 1860 г. император Александр II с великими князьями Николаем Николаевичем и Михаилом Николаевичем посетил новое здание и приказал передать его Главному артиллерийскому управлению. В Новый арсенал с 6 января 1861 г. по льду Невы стали перевозить пушки, оружие и другое военное имущество. Функцию арсенала здание выполняло до 1941 г.

К концу 1861 г. были завершены работы по возведению стены, замыкавшей двор с юга, пристроенных к ней со стороны двора строений под мастерскую и провиантский склад. Вдоль стены провели углубление русла Кронверкского протока на 1,8 м ниже ординара, а перед главными воротами соорудили гранитную пристань с поворотным краном грузоподъемностью до 25 т. От наружных углов здания вдоль протока возведены были чугунные решетки с фонарями на столбах.

В 1862 г. вместо деревянного моста на плотах, соединявшего Санкт-Петербургскую крепость и Кронверк, началось строительство каменного 12-пролетного (с одним разводным пролетом) по проекту инженер-полковника Алексеевского. Мост соединял правый фас бастиона Анны Иоанновны с правым крылом Нового арсенала и был закрыт для свободного прохода. По мосту на территорию Кронверка доставлялось вооружение большой тяжести. Мост просуществовал до 1910-х гг.

В 1865 г. вокруг двора арсенала для перемещения пушек и другого вооружения был устроен железнодорожный путь (его фрагменты сохранились до настоящего времени).

Арсенал в Кронверке — уникальный памятник военной архитектуры середины XIX в. Благодаря большому количеству ворот и дверей на нижнем и верхнем этажах здания находившиеся в нем огромные запасы оружия можно было вывезти за 24 часа.

Как уже отмечалось выше, с 1868 г. часть здания в нижнем и антресольном этажах восточного крыла была отведена для размещения военно-исторических памятников, находившихся с середины XVIII в. в арсенале на Литейном проспекте.

С 2000 г. на территории Кронверка ведутся археологические иследования. Во время раскопок были обнаружены остатки землянок и братские погребения первых строителей и защитников Санкт-Петербурга. В нижних слоях, на территории, называвшейся в XV–XVI вв. Фоминым островом, располагалось несколько крупных селений новгородского и московского периодов развития Приневья. В XVII в., в шведский период, на острове размещались крупные дворянские усадьбы (мызы), а также несколько хуторов. Археологические раскопки последних лет позволяют говорить о реальной многовековой истории этой местности, начиная не только с Ниена и Ниеншанца, но с более раннего дошведского периода. Подобных археологических комплексов на территории Санкт-Петербурга до настоящего времени не было обнаружено.

За 300 лет своего существования Военно-исторический музей артиллерии, инженерных войск и войск связи стал одним из крупнейших военно-исторических музеев мира, национальной гордостью России, подлинным храмом военной истории Отечества, «подразделением вечности» в составе Российских Вооруженных сил, как его порой справедливо называют. Двери музея гостеприимно распахнуты перед посетителями, которых ждет увлекательная встреча с военной историей России и других стран.