میرزا تقی خان امیرکبیر محل ساختمان را خود شخصاً در مجاورت کاخ‌های سلطنتی و در مکانی که سربازان آموزش نظامی می‌دیدند با موافقت ناصرالدین شاه انتخاب کرد، و به میرزارضاخان مهندس تبریزی که یکی از پنج نفر محصل اعزامی به لندن در زمان عباس میرزا بود دستور تهیه نقشه ساختمان را داد. نقشه ساختمان با استفاده از طرح عمارت سربازخانه ولیچ انگلیس در اواخر سال ۱۲۲۹ آماده و محمدتقی معمارباشی به احداث آن مأمور شد و کار را آغاز کرد.[۹] قسمت شرقی بنا در سال ۱۲۳۰اتمام یافت.[۷] هشتاد سال پس از فعالیت و در سال ۱۳۰۸ (۱۳۴۸ قمری) ساختمان مدرسه به دستور اعتمادالدوله وزیر وقت معارف تخریب شد و ساختمان فعلی با نقشهٔ مهندسی روسی ساخته شد.