Pest első gimnáziumát a városi tanács alapította. 1717-ben 10 ezer forint éves kamatát (600 Ft) és egy épületet ajánlottak föl a piarista rend számára, hogy az a városban latin nyelvű gimnáziumot létesítsen.
A piaristák 1717 novemberében kezdték meg a tanítást az alsó négy osztályban. A következő évben a város megvette számukra a jezsuiták félkészen álló épületét a Galamb utcában. A gimnázium ekkor vált teljessé a felső két osztály megnyitásával, majd 1744-től pedig filozófiai (bölcsészeti) tanfolyammal egészült ki, amely 1784-ig a királyi egyetem bölcsészkarának Pestre költözése miatt szűnt meg. Az intézmény 1762-ben a Városház téri a Glöckelsberg-palotába, és az akkor hozzáépített szárnyépületbe költözött. A reformkorban az ország legnépesebb gimnáziumává fejlődött; az 1820-as évek végén éves szinten több, mint 900 diák tanult benne.
A szabadságharc után, az 1850-től bevezetett új középiskolai rendhez (Entwurf) igazodva, 1851/1852-re nyolc osztályos, magyar nyelvű főgimnáziummá nőtt, de az első érettségi vizsgát már 1851-ben megtartották 143 tanulóval. Az 1870-as évektől egyértelműen első helyen állt abban az országos rangsorban, amely a magyarországi „tudáselit” számszerűen legtöbb tagját adó középiskolák között e tekintetben fölállítható. Az osztályok és diákok bővülő száma miatt a tartományfőnökség 1862/1863-ban a rendház udvarán háromemeletes keresztszárnyat építtetett a gimnázium számára. Az évek során ez is szűknek bizonyult, ráadásul a pesti Belváros átrendezésének a piarista épülettömb is útjában állt, így hosszas tárgyalások után 1913 és 1917 között Hültl Dezső tervei szerint új, négyemeletes, tágas piarista székház és gimnázium épült, a régitől kissé keletebbre, nagyjából az egykori Városház tér helyén.
Az intézményhez 1945-től konviktus is tartozott, 1946/1947-től pedig általános iskolai első osztályokkal bővült, felmenő rendszerben. 1948-ban azonban a kommunista hatalom az egész iskolát és a konviktust is államosította. Az állami gimnázium két éven át Ady Endre néven működött, majd 1950-től, az állam és egyház közötti, kikényszerített „megegyezés” után, ismét piarista gimnáziumként indulhatott újra, négy évfolyamon. Tanári karába a rend akkori legkiválóbb, fiatal, de már tapasztalt tagjait választhatta be, így a diktatúra legsúlyosabb évtizedei más szempontból a gimnázium fénykorát jelentették. 1953 nyarán a kommunista hatóságok rendelkezésére a gimnázium (és a rendház) teljes felszerelésével együtt a Mikszáth Kálmán térre, az egykori Sophianum leánygimnázium épületébe költözött. 1980 és 1982 között Perczel Dénes tervei alapján, az udvar befedésével tornaterem épült.
A diktatúra bukása után a piarista rend csak lassanként, leromlott állapotban kapta vissza egykori belvárosi épületét, ahol addig az Eötvös Lóránd Tudomány Egyetem bölcsészkara működött. A Golda János tervei szerint végzett általános felújítás, és az udvar befedésével épített tornacsarnok megépítése csak 2011-re ért véget. Az időközben hatosztályossá bővült fiúgimnázium 2011 júniusában foglalhatta el ismét egykori helyét.
Az intézményben jelenleg közel 400 diák tanul.
Nevezetes piarista tanárai: Benyák Bernát (1745–1829) filozófus, költő; Horányi Elek (1736–1809) irodalomtörténész; Maywald József (1849–1911) filológus; Prónai Antal (1871–1914) irodalomtörténész; Schütz Antal (1880–1953) teológus; Balanyi György (1886–1963) történész; Sík Sándor (1889–1963) költő, irodalomtörténész; Öveges József (1895–1979) Kossuth-díjas fizikus; Kovács Mihály (1916–2006) fizikus, informatikus.
Nevezetes diákjai: Vörösmarty Mihály (1800–1855) költő; Lotz Károly (1833–1904) festő; Eötvös Loránd (1848–1919) fizikus; Hültl Dezső (1870–1946) építész; Teleki Pál (1879–1941) földrajztudós, miniszterelnök; Hevesy György (1885–1906) Nobel-díjas kémikus; Szerb Antal (1901–1945) író, irodalomtörténész; Bónis György (1914–1985) jogász, jogtörténész; Örkény István (1912–1979) író; Pilinszky János (1921–1981) költő; Antall József (1932–1993) történész, miniszterelnök.
