L’armurerie du palais, complexe de pièces servant d’entrepôt aux hommes d’armes du palais, était composée de quatre pièces et contenait environ 2000 pièces prestigieuses. Il fait office d’angle entre la façade face au fleuve Palazzo et celle face au Molo.
Salle I ou Salle de Gattamelata : tire ce nom de la très belle armure appartenant à Gattamelata, surnom d’Erasmo da Narni. D’autres armures du XVIe siècle sont également exposées dans cette salle, certaines pour les fantassins, d’autres pour les chevaliers et d’autres encore pour les tournois. On remarque notamment l’armure d’un enfant ou peut-être d’un nain, retrouvée après la bataille de Marignano. Des arcs, des arbalètes et des lanternes de navires d’origine turque sont également exposés dans la salle.
Salle II ou Salle du Roi de France : caractérisée par la présence d’un étendard turc, butin de la bataille de Lépante et finement décorée, la salle présente également des armures ayant appartenu à Henri IV de France, données à la Sérénissime soit en 1603, soit 1604, armure à tête d’équidé, sabres, hallebardes décorées. L’armure royale est placée dans une niche conçue par Vincenzo Scamozzi.
Salle III ou Salle Francesco Morosini telle qu’elle fut dédiée à ce dernier par le Conseil des Dix : elle se caractérise par la présence d’un buste en bronze de ce dernier, placé dans une niche. La salle abrite également des épées, des hallebardes, des carquois, des arbalètes, une couleuvrine décorée datante du XVIe siècle, ainsi qu’une arquebuse à vingt canons datant du XVIIe siècle.
Salle IV : caractérisée par la présence de nombreuses armes mixtes, elle contient des arbalètes, des massues d’armes à feu, des hachettes, des sabres à feu et des arquebuses du XVIe siècle. Il y a aussi la boîte du diable, capable de cacher quatre canons de fusil et une flèche empoisonnée à l’intérieur. On y trouve également de nombreux instruments de torture, ainsi qu’une ceinture de chasteté et quelques armes appartenantes à la famille Carrara, originaire de Padoue mais vaincue en 1405 par les Vénitiens.
