Подковообразное здание Военно-исторического музея артиллерии, инженерных войск и войск связи, было построено на территории Кронверка в 1850-1860 годах. Кронверк (коронное укрепление) был создан при Петре I в 1705-1708 годах как часть фортификации Петропавловской крепости, как вспомогательное земляное укрепление крепости, которое должно было защитить крепость в случае нападения шведов с севера. На протяжении всего XVIII века Кронверк постоянно укреплялся и перестраивался. К концу XVIII века всякие опасения подобного рода нападений отпали, и Кронверк, утратив свое фортификационное значение, стал частью градостроительной среды новой столицы Российской империи. В правление Екатерины II он пришел в упадок, но с воцарением Павла I в Кронверке начались восстановительные работы, которые должны были вернуть ему прежний вид. Императором Александром I Кронверк был передан Министерству коммерции, которое открыло в нем в 1808 году судостроительное и мореплавательное училище. В кронверкских бастионах хранилось сено, а на территории гласиса открылись военно-сиротские учреждения. 13 июля 1826 года на территории Кронверка были казнены декабристы М. П. Бестужев-Рюмин, П. Г. Каховский, С. И. Муравьев-Апостол, П. И. Пестель и К.Ф.Рылеев.
Император Николай I на фоне прокатившихся по Европе революций начинает строить и восстанавливать крепости в европейской части России, и 18 марта 1849 года им был утвержден проект каменного двухэтажного здания арсенала в Кронверке, который во время Крымской войны был приведен в боевую готовность. Проект здания был поручен архитектору Инженерного департамента П. И. Таманскому. В 1860 году уже при императоре Александре II строительство арсенала было завершено. Было построено мощное военное укрепление. Толщина стен наружного фасада - 1,8 м, стен внутреннего фасада - 1,3 м. Стены, облицованные кирпичом, прорезаны амбразурами и бойницами для стрельбы из артиллерийского и стрелкового оружия. Внутренней отделкой помещений Кронверка занимался архитектор В. К. Рейер, придавший им черты романской и готической архитектуры. Во всю высоту здания проходит главный вестибюль с пандусом для подъема орудий. После приемки здания, оно было освящено и передано в Артиллерийское ведомство. И уже в январе 1861 года началась перевозка орудий из старого арсенала на Литейном проспекте в Кронверк. Перевозка через Неву осуществлялась по льду. Вплоть до 1941 года здание служило арсеналом. На верхнем и нижнем этажах здания устроено большое количество ворот и дверей, позволяющих вывезти все громадное количество оружия, хранящегося в арсенале, в течение 24 часов.
В 1868 году несколько помещений в нижнем этаже правого крыла здания были переоборудованы под музей, в котором разместили экспонаты Артиллерийского музея. (Артиллерийский музей находился прежде в арсенале на Литейном проспекте.)
Богатейшая коллекция экспонатов музея начала складываться задолго до строительства музейного здания. Одним из первых экспонатов была бронзовая мортира, отлитая в 1605 году мастером Андреем Чоховым, и отобранная для сохранения императором Петром I. Для нее и подобных ей орудий в 1703 году на территории Петропавловской крепости было построено специальное здание - цейхгауз. В цейхгаузе сохранялись древние и трофейные артиллерийские орудия «для памяти на вечную славу». Сам Петр I придавал сбору «достопамятных» и «курьезных» орудий весьма большое значение. Им был составлен и разослан по России указ, предписывающий присылать в Петербург редкие, старинные и необычные орудия. Даже в тяжелую минуту, после поражения под Нарвой, в пору острой нужды в новой артиллерии, Петр наиболее ценные из орудий, предназначенных к переплавке, отправляет на хранение в цейхгауз.
Сейчас Военно-исторический музей артиллерии, инженерных войск и войск связи обладает одной из крупнейших военных коллекций мира. Музейный фонд насчитывает более 850 тысяч экспонатов, которые размещаются в 13 огромных залах и внутри музейного двора. Музей хранит коллекции различного рода орудий, боеприпасов, коллекции холодного и стрелкового оружия. Кроме того в музее богато представлены средства военно-инженерной техники и военной связи. На постоянных и временных экспозициях музея выставляются боевые знамена, военная одежда разных времен и народов, награды, архивные документы. Произведения батальной живописи, портреты знаменитых полководцев, императоров, героев различных сражений размещены по всем залам музея.
В ноябре 2002 года была вновь открыта внешняя экспозиция музея, составляющая единый архитектурно-художественный ансамбль со зданием Кронверка. В экспозиции размещено около 250 единиц орудий, от самых древних до современных. В Мальтийской капелле Воронцовского дворца создан филиал Военно-исторического музея- Музей истории кадетских корпусов России.
Основанный Петром I музей за 300 лет своего существования стал одним из крупнейших военно-исторических музеев мира, богатые коллекции которого могут рассказать о военной истории России и других стран.