Vejen ligger på Arsenaløen, som var en del af flådebasen på Holmen.
Arsenalvej blev navngivet i 1996.
For enden af vejen ligger bygningerne, der tidligere blev brugt af Søetatens Laboratorium. Det har givet navn til kanalen mellem Arsenaløen og Christianshavn, der hedder Laboratoriegraven.
I bruges dag til spejderaktiviteter, og Spejdermuseet har lokaler her.
Ved Arsenalvej ligger Holmens Idrætsanlæg med Hal C, der er beregnet til indendørsidræt. Hallen er tegnet af arkitekfirmaet Christensen & Co. og opført i 2014. Den bliver bl.a. brugt af Christianshavns Gymnasium.