El más antiguo de los tres edificios que conforman el conjunto del Museo Nacional es el primitivo Cuartel de Milicias que, construido en 1764, mantuvo su inicial función hasta 1844. A partir de entonces se destinó a otras dependencias militares.
En este mismo edificio permaneció detenido durante algunos días, entre finales de 1870 y enero de 1871, el gran poeta y revolucionario cubano José Martí (1853-1895).
A pesar de sucesivas transformaciones -una de las más profundas alrededor de 1946, que incluyó la construcción de un nuevo piso- el edificio conserva sus valores espaciales originales: planta trapezoidal alrededor de un patio central. El aspecto más notable de su imagen exterior –de indudable valor como componente urbano de la zona- lo constituye la espléndida portada barroca de remate mixtilíneo, único jambaje barroco que conocemos aplicado a un arco rebajado, y también la única portada ochavada, o sea, en la esquina de un edificio.
En las primeras décadas de la Revolución continuó siendo un edificio con funciones militares hasta que se destinó a sede de las oficinas socio-administrativas del Palacio de Bellas Artes y en la actualidad, con el proyecto del arquitecto Linares se le mantuvo esta última funcionalidad.