Arsenał, piętrowy, długi (63 m), mało efektowny budynek na pd. od pałacu, jest najstarszą, obok pałacu, budowlą Zamościa, wzniesioną w 1. 1582—83 przez B. Moranda.
Zbrojownia (w źródłach nazywana „cekhausem”), ufundowana przez Jana Zamoyskiego, dzięki nagromadzonym tu przez hetmana trofeom zdobytym podczas wojny z Moskwą i w czasie innych szczęśliwych wypraw oraz dzięki darom różnych miast i osobistości — o czym informowała tablica fundacyjna z 1582 we wnętrzu — pełniła niejako funkcję muzeum zwycięskiego oręża polskiego. Od XVI w. była odwiedzana przez gości i dyplomatów zagranicznych. Okazałe działo z tego zbioru, podarowane hetmanowi przez miasto Rygę w 1583, znajduje się do dziś na Wawelu (gipsowy odlew w Muzeum Ziemi Zamojskiej). Pieczę nad arsenałem sprawowali tzw. ceikwartowie, którzy często łączyli to stanowisko z funkcją inżyniera wojskowego i architekta, np. Jan Michał Link (XVII w.) czy Jerzy de Kawe (XVIII w.).
Z arsenału hetmańskiego, pierwotnie parterowego, zachowało się w przyziemiu obszerne wnętrze w formie dwunawowej hali z filarami, sklepionej krzyżową kolebką. Istnieją też podobnej wielkości i układu sklepione piwnice, dziś niedostępne, gdyż zasypane w XIX w. Przy fasadzie pd. była brama w stylu maniery stycznym o surowych formach fortecznych, podobnych do bram miasta; widoczny jest z niej tylko rustykowany portal w głębi XIX-wiecznego portyku. Po pożarze arsenału w 1658 lub nieco wcześniej zbudowano po bokach bramy kamienne schody prowadzące na wysokie poddasze.
Przed oblężeniem twierdzy w 1813 drewniana konstrukcja dachowa została rozebrana.
Dzisiejszy skromny wygląd zawdzięcza arsenał przebudowie klasycystycznej za czasów gen. Mallet-Malletskiego w 1. 1820—25, kiedy to nadbudowano I piętro, obudowano pierwotną bramę trójarkadowym boniowanym portykiem i skuto obramienia okienne. Późniejsze oszpecające przeróbki i niewłaściwe użytkowanie doprowadziły do zatarcia w niemałym stopniu walorów artystyczno-historycznych arsenału i do groźby zawalenia sklepień. Szczęśliwie obiekt został poddany pracom konserwatorskim i ma być przekazany wkrótce na siedzibę muzeum historyczno-wojskowego.
Na pd. zach. od arsenału na dawnym bastionie ziemnym nr III widzimy ceglane mury częściowo zachowanego na ds zań,ca. Zbudowany jest na planie prostokąta, nakryty dachem dwuspadowym, utrzymany w formach neogotyckich, z 4 ostrołukowymi wnękami arkadowymi i strzelnicami szczelinowymi w dłuższych bokach. Nadszaniec wzniesiony w 2 tercji XIX w., po 1866 częściowo zburzony, służy obecnie celom mieszkalnym.
Od arsenału przechodzimy na pd. do d. Bramy Szczebrzeskiej.