Средняя Арсенальная башня в старину была связана внутристенными проходами с Угловой Арсенальной и Троицкой башнями. Первый ход размуровал в 1934 году И. Я. Стеллецкий. Год спустя в воротах башни провалом была обнаружена ╚жилая комната╩. В самой стене виднелись очертания каких-то громадных арок. Исследование стены и Троицкой башни, полагал Щербатов, обязательно даст любопытные находки.

Боковой разрез Троицкой башни
Щербатов задумал проникнуть в подземные палаты, открытые в 1852 году, устроив новую подземную галерею (вход в эти палаты был неизвестен). У подножия Троицкой башни со стороны Александровского сада рабочие пробили галерею, которая ╚шла в прямом направлении 3-4 сажени с уклоном вниз, затем галерея была направлена под прямым углом влево и шла под проездом через Троицкие ворота в Кремль. Долго пробивали каменную кладку выступа башни. По мере продвижения ставились деревянные столбы, на них укладывались доски для устранения обвалов сверху╩.
Работа эта заняла целый месяц, и недоброжелатели Щербатова ехидно называли ее ╚битьем лбом в стенку╩. Однако надежды археолога оправдались: галерея привела в тайную палату с белокаменными сводами, ширина и длина которой равнялись 4,6 метра, а высота достигала 5 метров! В полу ее виднелся люк, заложенный плитой, через него попадали в нижнюю палату, таких же размеров, как и верхняя, но меньшей высоты (2,9 метра). Верхняя палата соединялась сводчатым коридором (высота его - 2,3 метра, ширина - 0, 8 метра, длина - 6,5 метра) с аналогичным помещением. Под ним также была найдена палата. Из второй верхней палаты в правой ее стене начинался длинный. узкий и низкий тоннель. ╚На расстоянии около 2 аршин он идет прямо в направлении проезда ворот под башню, а затем поворачивает направо, поднимаясь постепенно кверху. Идти по этому тоннелю можно только сильно согнувшись. ...Выход в кремлевской стене прямо над тротуаром, в 4-х аршинах от выступа Троицкой башни, направо от въезда через нее устроили новый проход, по высоте ниже первого.╩ Другой внутристенный ход был открыт в июне 1974 года, когда при реставрации кремлевской стены со стороны Александровского сада в ней, рядом со Средней Арсенальной башней, была найдена входная арка. А что скрывалось за ней, узнаем из отчета археологов: ╚При дальнейшей расчистке открылся внутристенный проход, ведущий на верхнюю площадку кремлевской стены. Первоначально ход идет прямо, затем поворачивает в сторону Троицкой башни. Арочный проем наиболее древний, стены его выложены из кирпича размерами 3х7х13 сантиметров; 30х18х8 сантиметров (конец XVI - начало XVII века). От основания стены вверх вели одиннадцать белокаменных ступеней. [...] Вторая часть хода имеет тринадцать ступеней. Кирпич размерами 13х7х9 сантиметров имеет клеймо ╚МФ╩ (XIX век). В верхней части ход заложен. Он предназначался, видимо, для прохода в нижнее помещение башни, а в более ранний период - к реке Неглинной в случае осады крепости. При строительстве Арсенала ход был перестроен и отремонтирован╩.
По направлению к Троицкой башне внутристенный проход тянется на 5 метров, далее встает кирпичная замуровка. В этой части тайника в стене видны железные штыри, на которых крепилась некогда дверь. Замурованную часть прохода не обследовали, поэтому вопрос о том, в какое из башенных помещений он приводил, остался нерешенным.
В левой стороне внутристенного хода, обнаруженного в 1974 году, археологи заметили арку, заложенную кирпичом. За замуровкой под Среднюю Арсенальную башню круто уходила каменная лестница, засыпанная землей. Свод над лестницей выполнен из кирпича размерами 31х13х7,5 сантиметра. Подобные кирпичи встречаются в постройках XV - XVI веков. Лестница могла приводить либо в подземелье Средней Арсенальной башни, либо в гот самый тайный ход, что брал начало в Угловой Арсенальной башне.