Muzeum mieści się w trzech, położonych obok siebie budynkach, w obrębie bastionu III twierdzy Zamość.
Pierwszym (głównym) jest pochodzący z XVII wieku budynek arsenału. Można tu zobaczyć m.in. broń białą i palną, armaty oraz rekonstrukcje innych rodzajów uzbrojenia, pochodzących z XVII wieku. Znajdują się tu także makiety umocnień miasta.
Drugim jest wybudowana w XIX wieku prochownia, gdzie prezentowana jest multimedialna projekcja o rozwoju zamojskiej twierdzy. Trzecim jest nowo wybudowany pawilon, w którym znajduje się wystawa sprzętu wojskowego z XX wieku oraz ekspozycja przedstawiająca działania wojenne na Zamojszczyźnie.