Het "Arsenaal" werd in 1901-1903 gebouwd als brandweerkazerne naar ontwerp van stadsarchitect Désiré Denys-Carbonez, bijgestaan door zijn zoon Hilaire (cf. inscriptie op balkconsole inkom). Op 21 juli 1917 getroffen door Engelse brandbommen; naar vooroorlogs ontwerp heropgebouwd in 1921 onder leiding van stadsarchitect R. Doom. Voorbouw tot 1974 in gebruik als arsenaal voor de brandweer. Achterbouw in 1924 ingericht als Stadsjongensschool nummer 1; in 1962 herbestemd tot Stedelijk Museum van Volkskunde en Plaatselijke Geschiedenis, in 1978 aangevuld met Pauselijk Zouavenmuseum; in 1990 ingericht als Nationaal Wielermuseum.

Poortgebouw met haaks ingeplante achterbouw van circa zestig meter lang en elf meter breed.

Eclectisch poortgebouw, voornamelijk met vermenging van renaissance-elementen in opstand en versiering. Twee bouwlagen van drie traveeën, de middelste geflankeerd door lisenen en uitlopend op een tuitgevel; leien zadeldak tussen postamenten met twee afgesnuite dakkapellen en daklijst met balusters. Rusticasokkel waarboven gevelparement van gele baksteen, met gebruik van arduin voor lisenen, puilijsten, vensteromlijstingen en andere sierelementen; fraaie muurankers. Begane grond met korfbooggalerij met name drie doorgangen met bakstenen troggewelven tussen ijzeren I-balken, vleugeldeuren met inscripties (links "Werkrechters - Raadshuis"; midden: "Arsenaal - Brandweer", rechts "Stadsjongensschool nummer 1"). Hoge bel-etage met centraal arduinen balkon, vierlichten onder getoogd of driehoekig fronton. Centrale travee bekroond met tuitgevel waarin zeslicht en gekoppeld rechthoekig venster met jaarsteen "1902" in boogveld; bekroond met vergulde Sint-Michiel (gietijzer). Pilasters voorzien van urnen. Zijtravee afgelijnd door middel van balusterborstwering met postamenten met bolbekroning op hoeken. Decoratief uitgewerkte schoorstenen op zijaandaken met puntgevel. Interieur aangepast met betrekking tot onthaalfunctie van het museum.

Achterbouw van donkerrode baksteenbouw van achttien traveeën; souterrain en twee bouwlagen onder schilddak op houten kroonlijst op modillons. Gevelparement verlevendigd door gebruik van gele baksteen in zigzagvormige puilijst, aan kroonlijst met dropmotief en in korfbogige boogvelden van getoogde vensters. Ritmerend effect van rechte steunberen, doorgetrokken tot tweede verdieping. Poorttravee met tuitgevel en uitbouw op getrapt schoorstuk. Toegang tot schuilkelder. Achtergevel met dakvenster met tuitgevel voorzien van initialen "S" en "B" op topstuk.

Interieur: kelder met centrale gang waarlangs kleine kamers (voormalige conciërgewoning); troggewelven. Overwelfde traphal, afgesloten door gietijzeren hekken; gele baksteen met verzorgd metselwerk, zie zwarte afgeronde voeg. Begane grond met monumentale feestzaal (circa 35 x 10 meter), voorheen oefenzaal van brandweer en burgerwacht; troggewelven tussen ijzeren I-balken met rode en gele baksteen, in diverse geometrische motieven, vensters met arduinen onderdorpels op afzaten; kroonlijst op arduinen consoles; uiteinde met monumentale schouw: schouwboezem met allegorische schildering, gesigneerd "Roeselare 1979 Leman Frankie", haard gevat tussen gebombeerde ionische zuilen en heden bekleed met faïencetegels met motieven van leeuw, klaver en Lotharings kruis. Op de bovenverdieping vijf kleinere zalen met aangepast interieur.