Das Zeughaus wird ab 1695 nach einem Entwurf von Franςois Blondel durch Johann Arnold Nering als quadratischer, um einen Innenhof geführter Barockbau begonnen und nach Nerings Tod von Martin Grünberg, Andreas Schlüter und Jean de Bodt bis 1706 vollendet. Im selben Jahr erhält die südliche Hauptfront ihren berühmten plastischen Schmuck aus den Werkstätten Schlüters und Guillaume Hulots. Der Giebel wird durch ein Hochrelief geschmückt, das den Kriegsgott Mars und dessen Frau Bellona, auf Siegeszeichen ruhend und von Gefesselten umgeben, darstellt. Darunter befinden sich eine Inschrifttafel und das Brustbildnis König Friedrichs I. Das Hauptportal flankieren vier von Hulot geschaffene Sandsteinfiguren, links die Ingenieurkunst und die Geometrie, rechts die Arithmetik und die Feuerwerkskunst.
Obwohl bereits 1702 im Erdgeschoss die Geschützsammlung präsentiert wird, ziehen sich die Innenausbauten bis 1731 hin. Der monumentale zweigeschossige Bau dient bis 1876 als Waffenarsenal und Trophäensammlung und wird 1877-80 auf Anregung Kaiser Wilhelms I. durch Friedrich Hitzig zu einer Ruhmeshalle der brandenburgisch-preußischen Armee und zum Waffenmuseum umgebaut (Eröffnung im Herbst 1883). Der bedeutendste erhaltene Barockbau Berlins beherbergt seit 1990 das Deutsche Historische Museum.