Az iskola 1854. december 12-én kétosztályú községi alreáltanodaként alakult meg Ferenczy János polgármester és Bula Teofil ciszterci rendi gimnáziumigazgató kezdeményezésére. Célja az általános műveltség közvetítésén túl az iparűzéshez megkívánt középfokú előképzés volt. Tantárgyai induláskor: hittan, magyar, német nyelv, leíró és matematikai földrajz, számtan, mértan, természetrajz, természettan, mértani rajz és szépírás voltak.

Első igazgatója 1854 és 1859 között Bula Teofil magas színvonalon vezette az intézetet. 1859-ben teljes alreáltanodává épült ki. 1871-1873-ig elindult a IV., V., VI. osztály, ezzel az intézet teljes főreáltanoda lett. 1875-től fennmaradása évről évre bizonytalanabbá vált, majd Trefort Ágoston miniszternek köszönhetően állami kezelésbe került, s 1883-ban nyolcosztályos főreáliskola lett. A nehézségekkel küzdő iskola Kuthy József igazgatósága idején (1887-1906) újra elfoglalta méltó helyét Székesfehérvár kulturális életében. 1904-ben a Szent István teremben tartott megemlékezéssel ünnepelték fennállásának ötvenéves jubileumát. Fellendült az oktatás, a tanulók száma növekedésnek indult.

Előbb a Font házban, a leánylíceum régi épületében (Oskola utca 2.) működött, majd 1894-ben költözött új épületébe (a mai Ady Endre út 17.). Az első világháború alatt kórház működött az intézményben, az oktatás egy ideig a múzeum épületében folyt.
1920-ban felvette a Magyar Királyi Állami Ybl Miklós Reáliskola nevet (az intézmény iskolai értesítőiben közölt adat). 1934-ben az iskola I. osztályától kezdődőleg fokozatosan bevezették a gimnáziumi tantervet.
Az iskola nevezetesebb tanárai: Borostyán Sándor, az intézet történetírója, Kelemen Béla irodalomtörténész, (Regőczi) Exner Győző író, sakkozó és György Oszkár költő, műfordító.
Az intézmény nevezetesebb diákjai között tudjuk Bory Jenő szobrászművész, Csitáry G. Emil Székesfehérvár polgármestere, Csók István képzőművész, Széchenyi Zsigmond, vadász, író, Kodolányi János író, Csanádi Imre költő, Gábor Miklós színművész nevét.