La colección de vehículos es pequeña en cantidad pero muy reseñable por su importancia histórica y por las personalidades sobresalientes a quienes pertenecieron los medios de locomoción. Cabe destacar la Berlina en la que fue tiroteado Prim en la calle del Turco, tres días antes de fallecer en el Palacio de Buenavista (1870); un Peugeot modelo "Phaeton" fabricado en Francia en 1898, donación del Marqués de Puerto Seguro, en 1903, como primer vehículo de instrucción a motor del parque automovilístico del Cuerpo de Ingenieros; el “Marmon 34” con matrícula militar (ARM-121) en el que fue asesinado Eduardo Dato.
En esta colección de vehículos encontramos otra tipología dentro del grupo de Aeronaves y componentes estructurales, con piezas sumamente curiosas y llamativas en su día como la Barquilla del globo cautivo en el que efectuó una ascensión la reina Maria Cristina (1889) realizada en materiales diversos como fibras vegetales (mimbre) o cuerda fina de lino y cáñamo, o por ejemplo un fragmento de aluminio de la avioneta en la que murió el General José Sanjurjo Sacanell en 1936, o paracaídas, así como helicópteros, vehículos de motor, remolques y semirremolques o carros de combate, depositados sobre todo en otras unidades.