Tras la guerra civil en el museo ingresa una importante colección de armas y a partir de entonces se incorporan objetos diversos, como banderas, recuerdos e instrumentos procedentes de unidades de la antigua Región Militar Noroeste que desaparecieron con motivo de la reorganización del Ejército a mediados de los años 80 del siglo XX.
La importancia de sus colecciones provocó que en el año 1988 se le concediera la categoría de Museo Regional Militar. Con la disolución del Parque y Maestranza de Artillería se trasladó a la sede actual, ocupando el edificio de la Jefatura de Artillería en la plaza de Carlos I, quedando inaugurado el 27 de mayo de 1992.
Con las obras de ampliación y reforma del año 2009, a través del convenio establecido entre el Ministerio de Defensa y el Ayuntamiento de A Coruña, el Museo vio duplicada su capacidad expositiva y fue dotado de nuevas salas, almacenes y área técnica.
Ubicado en un lugar de especial resonancia histórica, ocupa parte del solar del antiguo Convento de San Francisco, testigo del paso por la ciudad de Pedro I «el Cruel», del duque de Lancaster, de Felipe «el Hermoso» y Juana «la Loca» (1506), del joven Carlos I, que reunió en él las turbulentas Cortes de 1520 y de Felipe II (1544). También asistió al ataque a la ciudad de A Coruña en el año 1589 por los ingleses, en el transcurso del cual surgió la heroica figura de María Pita. Antes de convertirse en Museo y a lo largo de los siglos XIX y XX, estas antiguas instalaciones sirvieron como almacén de municiones, presidio, cuartel de la Guardia Civil y comandancia de Artillería.
