Galeria Miejska Arsenał została zaprojektowana w Przedsiębiorstwie Projektowania Budownictwa Miejskiego Miastoprojekt w Poznaniu, w pracowni mgra inż. arch. Zygmunta Lutomskiego w/g projektu Jana Cieślińskiego i Zbigniewa Zielińskiego. Budynek oddano do użytku w roku 1962 i przeznaczono na siedzibę Biura Wystaw Artystycznych.  Modernistyczny pawilon na trwałe wpisał się w pejzaż Starego Rynku,  prowadząc interesujący dialog architektoniczny z otaczającymi go renesansowymi kamieniczkami. Galeria sztuki współczesnej w sercu miejskiej agory stała się ważnym ośrodkiem artystycznym nie tylko w Poznaniu, ale także w Polsce.

Po 60 latach niszczejący budynek został poddany gruntownej modernizacji, która szanując jego modernistyczną spuściznę, przystosowała go do pełnienia funkcji nowoczesnej instytucji kultury. Prace modernizacyjne zaczęto od wzmocnienia fundamentów, a skończono na dachu, gdzie zainstalowano panele fotowoltaiczne. W galerii pojawiła się także dodatkowa przestrzeń ekspozycyjna na poziomie -1, winda, kawiarnia, toaleta dla osób z niepełnosprawnościami oraz ściana multimedialna widoczna od strony pasażu Jana Baptysty Quadro. Dynamicznemu procesowi przebudowy przez cały czas przyglądał się poznański fotograf Jerzy Sadowski. Dzięki jego uważnej obecności możemy dziś oglądać uwieczniony przez niego fascynujący proces transformacji, który przez kilka lat przechodziły wnętrza budynku. To opowieść o żyjącej, zmieniającej się architekturze, o przestrzeniach naznaczonych obecnością pokoleń artystek i artystów, które gotowe są teraz przyjąć nowych gości, by dzielić się z nimi nowymi wydarzeniami w sztuce.