Wystawy czasowe przedstawiane są z kolei na pierwszym piętrze, na którym znajduje się dodatkowe wejście do muzeum (prowadzą do niego dobudowane schody).
Drugi obiekt muzeum to pobliski budynek stanowiący dawną prochownię – mieści niewielką salę, gdzie przedstawiana jest multimedialna projekcja 3D o rozwoju zamojskiej twierdzy.
Naprzeciwko arsenału, po południowej stronie ul. Zamkowej, znajduje się nowy, duży pawilon pod kurtyną (również odtworzoną w ramach innego projektu) ze szklanym dachem, stanowiący trzecią część muzeum. Wystawione są tam m.in. sprzęty i maszyny wojskowe z XX w. (w tym przeniesione z dawnej wystawy plenerowej) oraz ekspozycje, w tym multimedialne, dotyczące działań wojennych na Zamojszczyźnie.
Do 2011 r. muzeum posiadało także wspomnianą wystawę plenerową oddaloną ok. 300 m na zachód (ul. Podgroble), gdzie można było zobaczyć większe elementy uzbrojenia z okresu II wojny światowej i późniejszych, m.in. czołg T-34, śmigłowiec Mi-2, samolot PZL TS-11 Iskra (podobny znajduje się przy wjeździe do Koszar przy ul. J. Piłsudskiego), wozy bojowe, działa i armaty. Jej likwidacja związana była z realizacją jednego z miejskich projektówProjekt "Zamość miasto UNESCO, Pomnik Historii RP produktem turystycznym polskiej gospodarki", obejmującego m.in.