En 1999 se iniciaron las excavaciones para la construcción del nuevo edificio que ahora sirve de entrada al Alcázar como Museo del Ejército.
El resultado fue el hallazgo de unos restos arqueológicos de gran importancia para el conocimiento de la historia de la Ciudad de Toledo.
Los resto más antiguos hallados son de la Edad del Bronce, aproximadamente sobre el año 1500 a.c. El bronce es un material más duro y más manejable que el cobre que se venía utilizando hasta esa época. Lo emplean para la producción de nuevas armas y utensilios que se aplican a la ganadería y a la agricultura.
Roma se implanta en Toledo y construye en la colina del Alcázar su Pretoria dotándola de una Cisterna para el agua que contiene 28000 litros. La Cisterna es de los Siglos I-II d.c.
De época Visigoda solamente quedan dos sillares decorados que musulmanes utilizan para levantar su muro.
De la época Andalusí hay silos, pozos, y la estructura del muro que conforma el Alficén. Y, como no, la imponente Puerta Omeya del Siglo X.
Ya con Enrique II, primero de la dinastía de los Trastámara, se levanta el primer gran palacio conocido con el nombre de El Alcázar de los Trastámara del que queda un gran bastión rectangular a modo de torre.
Carlos I es quien decide construir un gran palacio que le sirva de residencia para lo que cuenta con los mejores maestros arquitectos del momento como son Alonso de Covarrubias, Enrique Egas, Francisco de Villalpando y Juan de Herrera.
La fachada Norte corresponde a Alonso de Covarrubias pero fue Juan Guas quien hizo la gran puerta.
Francisco de Villalpando termina la arquería de entrada al patio de armas y realiza, ya en tiempos del Rey Felipe II, la escalera Imperial.
Juan de Herrera culmina el Palacio con la construcción de la fachada sur con la apertura de la Capilla Imperial a la que se accede a través de un arco abierto en el centro del muro de la escalera imperial. Hoy, dentro de esta capilla, está instalada la Tienda Indo-Portuguesa conocida como la Tienda de Carlos I, V de Alemania.