Главным сооружением нового парка стал начатый Менеласом и Ивановым в 1819 г. и законченный пятнадцать лет спустя уже А. А. Тоном (братом известного архитектора К. Тона) Арсенал.
Это сооружение, расположенное в Александровском парке на главной геометрической оси всего дворцового ансамбля, представляет собой высокое кирпичное здание в стиле английской готики. Арсенал создан из вычурного барочного павильона "Монбижу", построенного для царской охоты архитекторами С. И. Чевакинским и Ф.-Б. Растрелли в 1747-1754 гг. в центре "Зверинца". Здание Арсенала скопировано с павильона в поместье Шрубс-Хилл, изображенного на английской гравюре известного английского художника Томаса Сэндби, висевшей в верхнем зале Адмиралтейства. Арсенал - это четыре шестиугольные четырехэтажные башни, завершающиеся зубцами и примыкающие к центральному восьмигранному массиву. Непременный в "готических" постройках Менеласа зубчатый парапет служит завершением павильона. Красные гладкие кирпичные стены в контрасте с белой расшивкой швов и белыми же горизонтальными тягами и наличниками стрельчатых, круглых и полуциркульных окон с переплетами готического рисунка определяют облик этого сооружения.
В нижнем этаже Арсенала находились библиотека, большой зал, освещенный огромным венецианским окном с семьюдесятью двумя витражными стеклами XVI - XVII столетий, приобоетенными в Европе, кабинет и другие помещения. О внутреннем убранстве уникального пятиэтажного павильона мы можем судить по акварелям, выполненным художником А. Рокштулем, трудившимся над ними в течение двадцати лет. Интерьеры Арсенала были великолепны: стрельчатые окна с средневековыми витражами, изящные легкие витые колонны и росписи, украшавшие помещения, приводили посетителей в восторг. В каждой комнате были выставлены отдельные группы вещей, объединенные какой-либо темой. Так, в Прихожей стояли манекены в доспехах, создавая иллюзию караула, в Албанской комнате были представлены самые ценные предметы из восточной части коллекции - японское, китайское, персидское и турецкое оружие; у лестницы посетителей встречала группа, изображавшая посвящение в рыцари. Изумительные испанские, итальянские и немецкие шпаги можно было увидеть в Кабинете; Библиотека была заполнена огнестрельным оружием.
Дверь из вестибюля выходила на парадную каменную лестницу, ведущую на второй этаж, центральным помещением которого являлся восьмиугольный Рыцарский зал. Здесь располагалась редчайшая военная коллекция. На двух этажах и на лестнице было размещено до пяти тысяч единиц холодного и огнестрельного оружия. Начало этому собранию положил Император Николай I, а затем его умножил Александр II. Позднее, в 1886 году, оружие было передано в Эрмитаж Санкт-Петербурга. Кроме оружия здесь хранились такие реликвии, как трость Екатерины II, трофеи Венгерской войны, сабля Т. Костюшко, секиры и палицы Шамиля, сабля и палица И. Мазепы, личные вещи императора Наполеона. Впоследствии в Арсенал были помещены точные копии формы одежды русских конных полков, коллекции стекла и фарфора Его Императорского Величества завода. В царскосельском Арсенале был первый в России публичный музей оружия. Вся его коллекция позднее была передана в музеи Санкт-Петербурга.
В войну здание было почти разрушено, и сегодня только общие очертания напоминают о былом великолепии Арсенала.