29 августа 1703 г. по именному распоряжению Петра I на территории Петропавловской крепости в Санкт-Петербурге был заложен Цейхгауз для хранения и «памяти на вечную славу» уникальных исторических образцов вооружения, военных трофеев и реликвий.
В 1756 г. на основе коллекции Цейхгауза генерал-фельдцейхмейстер граф П.И. Шувалов создал Достопамятный зал, размещавшийся в здании Арсенала на Литейном проспекте в Санкт-Петербурге. К концу XVIII в. собрание насчитывало уже около 6 тыс. экспонатов. В 1868 г. Достопамятный зал перевели в здание Нового арсенала в Кронверке Петропавловской крепости и стали именовать Артиллерийским музеем (с 1903 г. Артиллерийский исторический музей).
Большая заслуга в развитии и популяризации его коллекций принадлежит основоположнику военно-музейного дела в России, талантливому историку и археологу Н.Е. Бранденбургу, заведовавшему музеем с 1872 по 1903 г. При нем музей посещали императора Александр III и Николай II.
В 1918 – 1930-х гг. в музей влились собрания многих полковых музеев российской армии (в том числе лейб-гвардии Преображенского, Семёновского и Павловского полков, Конной гвардии, Саперного батальона и др.), частные коллекции оружия.
В годы Великой Отечественной войн музей вынужден был эвакуировать часть фондов в Новосибирск. Оставшиеся в блокадном городе сотрудники музея выдавали на фронт оружие и артиллерийские образцы из музейных фондов. Все что могло стрелять использовалось для защиты Ленинграда от врага. Многие музейные сотрудники ушли добровольцами и погибли на фронте, некоторые скончались на рабочем месте, не вынеся голода и холода блокадной зимы. Благодаря самоотверженному труду своих сотрудников музей не только выжил в годы войны, но и значительно пополнил коллекции.
В 1960-х гг. в музей поступили фонды Центрального исторического военно-инженерного музея и Военного музея связи. Ныне - это самостоятельные экспозиционные комплексы, отражающие историю инженерного искусства и средств военной связи.
Сейчас Военно-исторический музей артиллерии, инженерных войск и войск связи – один из самых крупных военно-исторических музеев мира, обладающий ценнейшими коллекциями артиллерийского вооружения и боеприпасов, стрелкового и холодного оружия, военно-инженерной техники, средств военной связи, боевых знамен, военной формы одежды, произведений батальной живописи и графики, наград и знаков, а также архивными документами, свидетельствующими об истории развития артиллерии русской армии, ратных подвигах защитников Отечества.
Впечатляют живописная, графическая и скульптурная коллекции музея. Среди экспонатов художественные произведения, отражающие героическое прошлое России, портреты императоров, великих князей, прославленных полководцев, отличившихся солдат и офицеров. Залы музея украшают картины известных отечественных художников-баталистов Б. Виллевальде, А. Коцебу, А. Гебенса, Н. Дмитриева-Оренбургского, А. Шарлеманя, А. Сафонова, П. Ковалевского, Ф. Рубо, А. Попова, В. Верещагина, Н. Самокиша, М. Грекова.
Экспозиция музея размещена в 14 залах на площади более 17 тыс. кв.м. Здесь находятся бесценные экспонаты, являющиеся памятниками науки, техники, искусства, составной частью культурного наследия России. Это, например, старейшие образцы русской артиллерии XIV–XVI вв. – устюженские железные пищали; бронзовые стенобитные пушки знаменитого мастера Андрея Чохова; отечественные нарезные орудия XVI–XVII вв. Бесценным вкладом в развитие отечественной технической мысли были изобретения конструкторов XIX – начала ХХ столетий А. П. Энгельгардта, Н. В. Маиевского, В. С. Барановского, А. И. Плесцова, С. И. Мосина, В. Г. Федорова. В музее хранятся первые в мире динамореактивные системы Л. В. Курчевского 1920–1930-хгг., принцип которых был использован немцами и американцами лишь в 1940-х гг. Здесь собрана крупнейшая в мире коллекция холодного и стрелкового оружия, в том числе образцов оружия М. Т. Калашникова, многие из которых подарены музею лично выдающимся русским конструктором. В 2019 году музей принимал активное участие в праздновании столетия выдающегося конструктора стрелкового оружия М. Т. Калашникова. После реэкспозиции был открыт зал «Калашников – Человек. Оружие. Легенда». Появился новый зал – «Дары М. Т. Калашникова музею».
В числе раритетов музея – парадная литавренная колесница для вывоза артиллерийского знамени, пушечки потешных войск Петра I, военные награды императоров России, подарки полкам русской армии, художественно оформленные изделия из хрусталя и серебра, в том числе фирмы Фаберже. Особую ценность представляет мемориальное оружие российских монархов Петра Великого, Елизаветы Петровны, Александра I, Александра II, Николая II, европейских правителей Людовика XIII, Наполеона Бонапарта, Франца Иосифа II, отечественных и иностранных военачальников.
Особый интерес посетителей вызывает внешняя экспозиция музея, открытая после реконструкции в ноябре 2002 г. Основная ее часть расположена во внутреннем дворе Кронверка на площади более двух гектаров. Ее формирование велось более полувека – с начала 1950-х гг. при активной помощи ГРАУ. Внешняя экспозиция составляет единый архитектурно-художественный ансамбль со зданием Нового Арсенала в Кронверке, где расположен с 1868 г. музей. Она уникальна по своей полноте, исторической и научной ценностям. На открытых площадках размещено более 500 единиц артиллерийских орудий, ракетного вооружения, инженерной техники и техники связи, в том числе отечественные и иностранные орудия – от древних до самых современных: самоходных, буксируемых и зенитных, предназначенных, в частности, и для стрельбы ядерными боеприпасами.
Собрание музея регулярно пополняется образцами крупногабаритной боевой техники. В их числе межконтинентальный стратегический ракетный комплекс подвижного грунтового базирования РС-12М «Тополь», американский средний танк М4А2 «Шерман», миномет «Тюльпан», десантный вариант комплекса «Град», полевая буксируемая 152-мм гаубица 2А61 и 152-мм самоходная пушка-гаубица «Дана» производства Чехословакии.
В 2013 г. на внешней экспозиции установлен бюст генерал-фельдмаршала, генерал-фельдцейхмейстера великого князя Михаила Николаевича, чья коллекция военных реликвий после революции оказалась в музее; в 2019 г. – памятник великому русскому конструктору-оружейнику М. Т. Калашникову (скульптор В. Б. Курочкин).
В 2020 г., в год 75-летия Победы в Великой Отечественной войне, на внешней экспозиции создана линейка мемориальных орудий Великой Отечественной войны.
В 2021 году состоялось открытие постоянного экспозиционного комплекса «Медный двор», объединившего на внешней экспозиции 84 пушечных ствола, отлитых в России, Франции, Швеции, Швейцарии, Речи Посполитой, Англии, Персии, Китае и других странах мира.
В 2022 г. был открыт экспозиционный комплекс «Чугунный арсенал», на котором представлены чугунные стволы артиллерийских орудий, созданных российскими и зарубежными мастерами пушечного и литейного дела с начала XVII и до конца XIX в.
В 2023 г. открытая новая экспозиция, посвященная Специальной военной операции, где представлены реликвии ее участников.
За 320 лет своего существования Военно-исторический музей артиллерии, инженерных войск и войск связи стал 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 мира.