Dezenas de peças compõem esta coleção visitável, onde o espólio do Complexo Real se mistura na história do fuzileiro. Quatro séculos de história se contemplam ali. Das fardas ao armamento, desde a época em que faziam parte do Terço da Armada Real, tendo como principal missão proteger as naus que entravam no Tejo, carregadas de ouro e especiarias, muito cobiçadas pelos piratas.

O museu dá ainda a conhecer o tempo em que integravam a Brigada Real da Marinha servindo, inclusive, para a proteção pessoal da Rainha D. Maria I, acompanhando a monarca na saída para o Brasil, no decorrer das invasões francesas. Numa das salas encontra-se os Guiões das Unidades de Fuzileiros que combateram na Guerra de Ultramar (1961-1974) e um Memorial a todos os Fuzileiros que tombaram em combate em África ao serviço de Portugal. Encontra-se instalado no antigo Complexo Real de Vale de Zebro, um conjunto industrial de moagem, cozedura, armazenagem e embarque de biscoito, gerido diretamente pela coroa. Era este complexo constituído por vários fornos de cozer biscoito, armazéns de trigo, cais de embarque e um moinho de maré de 8 moendas – o moinho D’el Rei, o maior da região -, além de vastas áreas de pinhal circundante, que fornecia a lenha necessária para a manutenção dos fornos e que constituindo-se num complexo de importância, foi determinante para o desenvolvimento da área de localização, atraindo Almoxarifes, Feitores, Escrivães, Mestres do Biscoito, Biscouteiros e demais funcionários da Coroa. A instalação deste complexo deve remontar ao reinado de D. Afonso V e era comparável aos Fornos da Porta da Cruz, existentes em Lisboa. Em conjunto constituíam as duas unidades régias que asseguravam o fabrico de todo o biscoito necessário para, entre os séculos XV e XIX, a alimentação das guarnições dos navios da Marinha Portuguesa. Após o terramoto de 1755, viria a sofrer um trabalho de reconstrução, passando a disponibilizar 27 fornos, em vez dos 18 que, inicialmente, dispunha. A influência Pombalina é aliás visível nas resistentes abóbadas que recortam as diferentes salas do atual museu que acusam a solidez da estrutura, alterada para resistir a abalos sísmicos. No final do século XIX, as instalações passaram a albergar a Escola de Torpedos e Eletricidade da Marinha e a servir de base de torpedeiros. Os Fuzileiros como unidade militar têm a honra, nas Forças Armadas Portuguesas, de por Carta Régia de D. Filipe II de 18 de Abril de 1621, se constituírem na força mais antiga com caráter permanente do país, antiguidade que se materializa que, em cerimónias militares, forme as suas fileiras sempre à direita das outras formações militares Nacionais e destroça em 1.º lugar. A Escola de Fuzileiros Navais, ali instalada desde 1961, consagrou uma parte do edifício ao Museu do Fuzileiro, onde apresenta uma coleção de objetos sobre a História e a evolução dos Fuzileiros em Portugal.