Первоначально это был оружейный завод и арсенал. В процессе раскрытия в южном ризалите обнаружена литейная для изготовления пушек. После передачи пушечного двора юнкерскому училищу оно было приспособлено для проживания офицерского состава. В первой половине XX в. превращено в солдатскую столовую казанского гарнизона. Три двухэтажных ризалита соединены одноэтажными крыльями. Они понизу отбиты выступающим рустованным цоколем, стены с лопатками между окон. Арочные окна по сторонам ограничены контрналичниками, заканчивающимися небольшими кронштейнами на которые опираются профилированные архивольты с замковыми камнями. Покрыты они кровлей типа Гамбрель со слуховыми окнами-люкарнами с ушками. Крайние ризалиты украшены рустованными пилястрами с капителями и базами, декоративными филенками над и под окнами. Окна обрамляют наличники с ушками, на первом этаже с двойным замковым камнем, причем центральный замок наверху закруглен. Под кровлю подходит двухчастный профилированный карниз. Кровля пирамидальная с ограждением баллюстрадой.
На кровле водружен сложный шпиль с вазонообразным низом, на котором располагаются символы Пушечного двора перекрещенные пушки, на них - горка ядер. Выше - восьмигранный шпиль, обхваченный внизу четырьмя акантовыми листами. На завершении шпиля пересекающиеся штыри держат латинские буквы, обозначающие части света. Завершает шпиль флюгер в виде прапора с прорезной надписью «Пушечный двор» обвитый Зилантом - символом города Казани.
Центральный вход при реставрации имитируют деревянные ворота в трехцентровой арке с замковым камнем, которая служила единственным проездом во двор из соображений безопасности хранения оружия. В настоящее время в левом крыле и втором этаже центрального ризалита размещается столовая, в левом крыле Гербовый зал. В южном ризалите и пристроенной к нему Кордегардии, соединяющей Восточный корпус юнкерским училищем, оборудуется «Музей Пушечного двора".