In questi tre secoli, sempre circondato da un alone di segretezza, l'arsenale produsse le galee e, a partire dalla prima metà del XVI secolo, le grandi galeazze, una versione ingrandita armata di batterie di artiglieria e di archibugi, che determinarono la vittoria della cristianità nella battaglia di Lepanto del 1571, e divenne il fulcro dello sviluppo veneziano. L'agile flotta di galee e galeazze, che costituivano in origine la forza navale della Repubblica, era detta "Armata sottile", poi affiancata da un"Armata grossa" di navi più grandi a sola vela (barze e galeoni), armate con cannoni di calibro maggiore, generalmente mercantili noleggiati dalla Repubblica.