Considerada, junto a la Imperial de Viena, como una de las mejores del mundo, está formada por piezas que van desde el siglo XV en adelante.
Son de destacar las piezas de torneo realizadas para Carlos V y Felipe II por los principales maestros armeros de Milán y Augsburgo.
Entre las piezas más llamativas sobresale la armadura y aperos completos que el emperador Carlos V empleó en la batalla de Mühlberg, y con los cuales fue retratado por Tiziano en el famoso retrato ecuestre del Museo del Prado.
Una parte de la armería se perdió durante la guerra de la Independencia y durante la guerra civil española. Aun así, la armería conserva algunas de las piezas más importantes de este arte a nivel europeo y mundial, entre ellas varias firmadas por Filippo Negroli, uno de los artífices más afamados del gremio.