Kościelnej 9 (dzisiaj Warszawska 8). Budynek, powstały w 1831 r., zajmowały wcześniej m.in. siedziby rosyjskiej administracji oraz szpital wojskowy. Do absolwentów Gimnazjum Białostockiego należą m.in. Ludwik Zamenhof, twórca języka esperanto, a także Ignacy Hryniewiecki, zabójca cara Aleksandra II.
W 1873 r. zmieniono profil placówki z humanistycznego gimnazjum na techniczno-przyrodniczą szkołę realną. Szkoła zyskała nowe budynki, kupując w 1893 r. zabudowania przy obecnej ulicy Warszawskiej i stawiając nowe budynki na placu przy ul. Kościelnej w 1895 i 1898 r. Obie nieruchomości do dziś są częścią szkoły.
29 listopada 1915 r., w rok po rozpoczęciu I wojny światowej, z inicjatywy Towarzystwa Pomocy Szkołom Polskim utworzono w Białymstoku męskie i żeńskie gimnazjum realne. Po odzyskaniu przez Polskę niepodległości męskie gimnazjum umieszczono w pałacyku przy Kościelnej. Dzięki staraniom dyrektora szkoły i jednocześnie posła RP, ks. Stanisława Hałki, gimnazjum zostało upaństwowione. Nadano mu imię Króla Zygmunta Augusta.
W 1927 roku był tu nauczycielem Władysław Kolenda, w 1928 roku odznaczony Srebrnym Krzyżem Zasługi za „zasługi dla przysposobienia wojskowego”.