مدرسه دارالفنون، به عنوان یکی از نخستین نهادهای آموزشی مدرن در ایران، از زمان تأسیس خود تا سال ۱۳۰۹ قمری، در مجموع ۱۱۰۰ دانشجو را تربیت و به جامعه معرفی کرد. این نهاد به عنوان پل ارتباطی بین علم سنتی و مدرن شناخته می‌شود و نقش مهمی در تحولات آموزشی و فرهنگی کشور ایفا کرده است و به عنوان مثال نخستین فارغ‌التحصیل رشته پزشکی از دارالفنون، حیدر میرزا، یکی از شاهزادگان قاجاری بود.
بر اساس اطلاعات منتشر شده در ماهنامه اردیبهشت ۱۳۳۳ شمسی، گواهینامه‌ای که به او اعطا شد، شباهت زیادی به مدارکی داشت که در مدارس دینی به افرادی که به مقام اجتهاد نائل می‌شدند، ارائه می‌گردید. این امر نشان‌دهنده تأثیر عمیق فرهنگ دینی بر نظام آموزشی آن زمان بود.
نخستین فارغ‌التحصیل رشته پزشکی از مدرسه دارالفنون، دکتر ابراهیم حکیمی (حکیم الممالک) بود که برای ادامه تحصیلات خود به اروپا سفر کرد. او بعدها به مقام‌های بالایی چون ریاست مجلس سنا در سال ۱۳۳۳ شمسی و وزارت نیز رسید. فارغ‌التحصیلان دارالفنون علاوه بر دریافت گواهینامه‌های تحصیلی از رئیس مدرسه، از یک نشان طلا و فرصت‌های شغلی با درآمد مناسب نیز برخوردار می‌شدند و مدرسه دارالفنون امکانات و برنامه‌های جانبی متنوعی را برای دانشجویان فراهم کرده بود. تأسیسات علمی و عملی شامل آزمایشگاه‌های فیزیک و شیمی، کارگاه‌های شمع‌سازی، کارخانه داروسازی، بلورسازی، کاغذسازی و چاپخانه، همگی تحت نظارت علیقلی میرزا اداره می‌شدند. آزمایشگاه‌های فیزیک و شیمی و داروسازی نیز با همکاری موسیو فوکنی و فرخ خان امین‌الملک از اروپا تأسیس شده بود و در این آزمایشگاه‌ها دانشجویان به تحقیق و تهیه داروهای شیمیایی می‌پرداختند.
علاوه بر دروس عمومی مانند زبان فرانسه، ریاضیات، تاریخ و جغرافیا، دانشجویان در کارگاه‌های مختلف بر اساس رشته خود فعالیت می‌کردند. به‌ویژه دانشجویان پزشکی، علاوه بر آموزش در کلاس‌ها، به بیمارستان سینای کنونی نیز می‌رفتند و در آنجا تجربه عملی کسب می‌کردند. همچنین، اتاقی برای کالبدشناسی انسان در دارالفنون وجود داشت که اسکلت انسانی برای آشنایی دانشجویان با ساختار بدن در آنجا قرار داده شده بود. این آموزش‌ها تحت نظر موسیو بانتو، معلم فرانسوی، صورت می‌گرفت و در دوران وزارت تیرملک، چندین اتاق و یک تالار بزرگ در شمال شرقی دارالفنون ساخته شد که برای اجرای نمایش‌ها استفاده میشد. این تالار بعدها به عنوان محلی برای تجمع مشروطه‌خواهان مورد استفاده قرار گرفت و در نهایت به نمازخانه تبدیل گردید.
فارغ‌التحصیلان دارالفنون در جامعه از اعتبار و احترام بالایی برخوردار بودند و پس از مدتی، توانستند در دانشگاههای معتبر اروپا به ادامه تحصیل بپردازند. برخی از این دانش‌آموختگان، با دانش و تجربیات جدیدی که از سفر به کشورهای خارجی به دست آورده بودند، به عنوان پیشگامان نهضت مشروطیت در ایران شناخته شدند. اما در عین حال، تعدادی از آنان در مسیر تلاش برای نوگرایی و اصلاحات، به حدی پیش رفتند که موجب نگرانی و سردرگمی شاه نسبت به فعالیت‌های دارالفنون شدند. این روند نشان‌دهنده تأثیر عمیق این مدرسه بر تحولات اجتماعی و سیاسی کشور بود.
کتابخانه دارالفنون نیز به عنوان یکی از مراکز مهم علمی در این نهاد شکل گرفت و هر سال بر تعداد کتاب‌های آن افزوده میشد. برخی از استادان ایرانی و خارجی، کتاب‌های خود را به این کتابخانه اهدا کردند. اعتضادالسلطنه، نخستین وزیر علوم ایران، کتابخانه خود را که شامل متون به زبان‌های لاتین، فارسی و عربی بود، به دارالفنون اهدا کرد.
در سال ۱۳۳۸ قمری (۱۹۲۰ میلادی)، گنجینه کتابخانه دارالفنون به کتابخانه ملی ایران منتقل شد و به این ترتیب، میراث علمی و فرهنگی این مدرسه به نسل‌های آینده منتقل گردید.
مدرسه دارالفنون از ساعت ۸ صبح تا ۳ بعدازظهر فعال بود و دروس روزانه به سه بخش تقسیم میشد: دروس صبح، قبل از ظهر و بعد از ظهر. با این حال، تا سال ۱۲۷۷ هجری قمری (معادل ۱۲۴۰ خورشیدی)، مدرسه در روزهای اعیاد ملی و مذهبی، ایام سوگواری و همچنین روزهای دوشنبه و جمعه هر هفته تعطیل بود. همچنین، در ایام ماه رمضان نیز فعالیت مدرسه به حالت تعلیق درمی‌آمد. به همین دلیل، با توجه به اینکه در طول یک سال فقط ۱۸۰ روز مدرسه به طور فعال برگزار میشد، پیشرفت تحصیلی شاگردان به طور چشمگیری محدود بود و آن‌ها نتوانستند به طور مؤثر از فرصت‌های آموزشی بهره‌برداری کنند و با توجه به این شرایط، «اعتضادالسلطنه»، وزیر علوم و رئیس مدرسه، تصمیم به تغییر این وضعیت گرفت. او تعطیلی روزهای دوشنبه را لغو کرد و همچنین تعطیلات دیگر را کاهش داد تا امکان تحصیل بیشتری برای دانش‌آموزان فراهم شود. این اقدام بهبود قابل توجهی در روند آموزشی و پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان ایجاد کرد و به آن‌ها این امکان را داد که از زمان بیشتری برای یادگیری و ارتقاء دانش خود بهره‌مند شوند
دارالفنون در اوایل سال ۱۲۶۶ هجری قمری در زمینی که پیش از این سربازخانه‌ای بوده و در شمال شرقی ارگ واقع شده بود، گذاشته شد. طراحی این بنا را میرزا رضای مهندس تبریزی، یکی از پنج محصلی که به دستور عباس میرزا به انگلستان فرستاده شده بود تا در رشته مهندسی تحصیل کند، انجام داد.
تخصص میرزا رضا در زمینه ساخت قلعه‌ها، استحکامات و سنگرها بود و نقشه‌ای که او طراحی کرد، تحت تأثیر نقشه عمارت سربازخانه ویلیچ در انگلستان بود و امیر کبیر، محمدتقی معمار را که جد مادری کامران میرزا، پسر ناصرالدین شاه بود، مأمور ساخت این عمارت کرد. محمدتقی معمارباشی کار ساخت و ساز را آغاز کرد و شاهزاده بهرام میرزا نظارت بر امور بنایی را بر عهده داشت. بخش شرقی ساختمان تا اواخر سال ۱۲۶۷ هجری قمری به پایان رسید و به بهره‌برداری رسید. سایر قسمت‌های ساختمان نیز تا اوایل سال ۱۲۶۹ هجری قمری ساخته شد.
مصالح به کار رفته در این بنا شامل آجر، گچ، سنگ و چوب بود و تزئینات آن شامل آجرکاری، گچ‌بری، کاشی‌کاری، تذهیب و آینه‌کاری میباشد.
مدرسه عالی دارالفنون در شمال قصرهای سلطنتی منطقه ارگ، بر اساس بناهای دانشگاهی غربی طراحی شده بود، اما با اسلوب و سیمای معماری ایرانی بنا گردیده و چندین بار بازسازی و دگرگونی نیز در آن انجام شده است و قسمت ورودی مدرسه دارالفنون که در خیابان ناصر خسرو با طراحی و تزئینات خاصی همراه بود که این ورودی در سال ۱۲۹۲ قمری به خیابان ناصریه که اکنون به نام ناصر خسرو شناخته می‌شود انتقال یافت و دروازه‌ای استوار بر دو ستون با کاشی‌کاری‌های زیبا، این ورودی را به یکی از نمادهای مدرسه تبدیل کرد و در بالای در ورودی، کلمه «دارالفنون» و تاریخ تأسیس آن که ۱۲۹۸ قمری است به وضوح دیده می‌شود و در کنار این ورودی، در کوچکی به سمت جنوب وجود دارد که بر روی آن کلمه «صحیه مدارس» و مصرع معروف «توانا بود هرکه دانا بود» حک شده و در دیوارهای حیاط آیاتی از قرآن مجید و جملات حکمت‌آمیز با خط نستعلیق بر کاشی‌های لاجوردی و با حاشیه فیروزه‌ای نوشته شده‌اند و لازم به ذکر است که در ابتدای تأسیس دارالفنون، دری به سمت شمال میدان توپخانه وجود داشت است که در بخش شمالی این مجموعه، ورزشگاه دارالفنون و همچنین مدرسه موزیک می‌بوده و بعدها به وزارت پست و تلگراف واگذار شده است.
در حال حاضر در چهار گوشه حیاط این مجموعه، چهار پلکان مارپیچی است که طبقه پایین را به طبقه دوم متصل می‌کند و شامل ۳۲ کلاس درس است که ۱۲ کلاس در دو طبقه ضلع شرقی، ۱۲ کلاس در ضلع غربی و ۸ کلاس در دو طبقه شمالی است و در ضلع جنوبی ساختمان، سالن نمایش به مساحت ۲۷۱۳ متر مربع و سالن غذاخوری با ابعاد ۱۳×۱۹ متر قرار دارد. این فضاها با الوارهای ضخیم چوبی و بست‌های آهنی و پیچ و مهره‌ها پوشیده شده‌اند و سقف هر دو بدون ستون طراحی شده و همچنین در قسمت جنوبی که احتمالاً تا خیابان صور اسرافیل امتداد داشته، به شکل مغازه و پاساژ درآمده است و این پاساژ در بخش شرقی و کوچه قنات در بخش غربی، زمین‌های جنوبی مدرسه را از دیگر بخش‌ها جدا کرده‌اند. همچنین، مسجدی به نام امام حسن مجتبی (ع) در این منطقه ساخته شده که بخش‌هایی از آن از ساخته‌های مدرسه دارالفنون بوده و هنوز باقی مانده است.
ورودی خیابان باب همایون نیز به عنوان یکی از ورودی‌های مهم این مجموعه شناخته می‌شود. در این مکان، بسیاری از آزمایشگاه‌های فیزیک و شیمی، کوره‌های ذوب، چاپخانه و عکاسخانه قرار داشته‌اند که تحت نظارت اعتمادالسلطنه اداره می‌شدند و آزمایشگاه کالبدشناسی نیز در این محوطه جنوبی واقع شده بوده است.
لازم به ذکر میباشد که در مراحل ابتدایی ساخت مدرسه دارالفنون، پنجاه اتاق منقش که در چهار ذرع (معادل ۴/۱۶ متر) طول و عرض داشت که در طبقه اول بنا شده بودند. اما با گذر زمان و در مرحله دوم، این مجموعه به طرز چشمگیری گسترش یافت و سی و شش اتاق جدید در طبقه دوم به آن افزوده شد. این اتاق‌ها شامل بیست و هشت اتاق در ضلع شرقی و غربی و هشت اتاق در ضلع شمالی بودند و. اتاق‌ها با نقش و نگارهای زیبا در چهار طرف حیاط قرار داشتند و هر کدام دارای ایوانی دلنشین بودند و مساحت این حیات ۵۵۹۵ متر مربع بود که مرکز اصلی این بنا به شمار می‌رفت و در وسط آن حوض آبی قرار داشت که از قنات شاه تأمین میشد. آب این حوض به خاطر گوارایی‌اش شهرت داشت و معلمان و دانش‌آموزان از نوشیدن آن بهره‌مند می‌شدن و در صحن حیاط، درختان میوه‌ای کاشته شده بودند.
عملیات ساختمانی این مدرسه تا سال ۱۲۶۹ هجری قمری ادامه داشت و به تدریج به عنوان یک نهاد آموزشی معتبر شناخته شد.
در سال ۱۳۰۴ قمری، نیرالملوک، وزیر علوم آن زمان، تصمیم به ایجاد تغییراتی در مدرسه گرفت. او با ساخت تالار نمایشی، فضایی را فراهم کرد که امکان اجرای تئاتر و نمایش‌های هنری در آن وجود داشته باشد. این اقدام نه تنها به غنای فرهنگی مدرسه افزود، بلکه به عنوان یک مرکز فرهنگی نیز شناخته شد که در آن دانش‌آموزان و هنرمندان می‌توانستند هنرهای خود را به نمایش بگذارند.
به دنبال این تغییرات، درِ اصلی مدرسه که قبلاً به خیابان همایون باز میشد، بسته شد و در جدیدی به خیابان ناصریه سابق، که امروزه به ناصر خسرو معروف است، گشوده شد. مدرسه با این تحولات، نه تنها به عنوان یک مکان آموزشی بلکه به عنوان یک مرکز فرهنگی و هنری نیز شناخته شد و تأثیر قابل توجهی بر روی نسل‌های آینده و روند توسعه فرهنگی در ایران داشت. این نهاد آموزشی، با ایجاد فضایی برای تئاتر و هنر، به شکوفایی استعدادها و پرورش نسل‌های جدیدی از هنرمندان و اندیشمندان کمک کرد
از سال ۱۲۶۸ تا ۱۳۴۸ هجری قمری، به مدت ۸۰ سال، دارالفنون با همان ساختار اولیه‌ای که محمد تقی معمارباشی طراحی کرده بود، محل تحصیل بسیاری از شخصیت‌های برجسته ایران بود.
پس از گذشت هشتاد سال از تأسیس مدرسه دارالفنون فرسودگی‌های در برخی از بخش‌های ساختمان با وجود آمد که باعث شد در سال ۱۳۰۵ شمسی، وزیر معارف و صنایع مستظرفه به منظور بازدید رسمی به این مدرسه بیاید و در این بازدید، یکی از دانش‌آموزان به نام نصرت الله کاسمی، که بعدها این دانش‌آموز که در رشته پزشکی تحصیل کرده بود و در میان ادیبان معاصر به عنوان شاعر شناخته میشد، از مشکلات مربوط به رطوبت و تاریکی گلایه کرد و وزیر معارف وعده داد که اقداماتی برای بهبود شرایط انجام خواهد داد، اما این وعده چندان در دوران وزارتش محقق نشد تا اینکه در سال ۱۳۰۸ خورشیدی، یحیی قراگوزلو (اعتمادالدوله) تصمیم به بازسازی مدرسه گرفت و از یک مهندس روسی به نام نیکلای مارکف، که تابعیت ایران را پذیرفته بود، خواست تا در ترمیم و تجدید بنای دارالفنون اقدام کند. این مهندس به مدت ۵ سال در این پروژه مشغول به کار بود و در نهایت، بنای جدید با الهام از سبک‌های معماری هخامنشی و صفوی در دوران وزارت علی اصغر حکمت به پایان رسید و مراسم گشایش تالار جدید نیز برگزار شد. و این بنای جدید دارالفنون بعد از بازسازی حیاط مرکزی آن به مساحت ۲۳۵۴ متر مربع و ۲۷۳۳ متر مربع در دو مرحله ساخته شد. در چهار طرف مدرسه، پنجاه اتاق وجود داشت که هر یک دارای ایوانی زیبا بودند و در قسمت شمالی مدرسه، شرکت مخابرات قرار گرفت که بیش از دو هزار متر مربع فضا را اشغال کرد و باعث شد که به طور کامل دارالفنون را از میدان توپخانه جدا شود.
در همین ایام بود که توجه ویژه‌ای به بهداشت مدارس صورت گرفت و بنای جدیدی در دو طبقه به مساحت ۵۰۰ متر مربع تحت نظر مهندس سموئیل سعید و معماری حاجی خان مصفایی شیرازی ساخته شد. این بنا در مدت ۶ ماه به پایان رسید و در سال ۱۳۱۴ شمسی افتتاح گردید.
دارالفنون به عنوان یکی از نخستین نهادهای آموزشی مدرن در ایران، تنها به آموزش علوم و فنون محدود نمی‌شد، بلکه در حوزه بهداشت و سلامت عمومی نیز نقش مهمی ایفا می‌کرد. یکی از ابتکارات این مرکز، تشکیل شورای طبی یا مجلس «حافظ‌الصحه» بود که به بررسی و مدیریت مسائل بهداشتی و بیماری‌های مسری در کشور می‌پرداخت و این شورا هفته‌ای یک بار تشکیل میشد و اعضای آن شامل پزشکان و متخصصان بهداشت بودند که به بحث و تبادل نظر درباره امراض مسری و شیوع آن‌ها در شهرهای مختلف ایران می‌پرداختند. این جلسات فرصتی برای شناسایی و تحلیل بیماری‌های شایع و تدابیر لازم برای جلوگیری و درمان آن‌ها فراهم می‌آورد و تصمیمات اتخاذ شده در این شورا به دولت ابلاغ میشد تا اقدامات لازم در سطح کشور برای مقابله با بیماری‌ها انجام گیرد. این رویکرد نشان‌دهنده‌ی اهمیت بهداشت عمومی در آن زمان و تلاش برای ساماندهی وضعیت سلامت جامعه بود و حکام ایالت و ولایت موظف بودند که به طور مرتب با اعضای مجلس حافظ‌الصحه مکاتبه داشته باشند. آن‌ها باید صورت متولدین و همچنین بیماری‌های شایع در قلمرو حکومتی خود را گزارش می‌دادند. این ارتباط مستمر به ایجاد یک شبکه اطلاعاتی کمک می‌کرد که می‌توانست به پیشگیری و کنترل بیماری‌ها کمک کند و این اعضای شورای طبی همچنین با مأمورین بهداری عراق عرب و دولت عثمانی در ارتباط بودند. این همکاری بین‌المللی برای جلوگیری از شیوع بیماری‌های مسری، به تبادل اطلاعات و تجربیات بین کشورهای همسایه منجر میشد و به بهبود وضعیت بهداشت عمومی در منطقه کمک می‌کرد و در حال حاضر، این ساختمان به عنوان بخشی از وزارت معارف و کتابخانه فعالیت می‌کند. در سیمای بیرونی دارالفنون در قسمت شرقی آن مغازه‌های متعددی وجود دارد و کاروانسرای کوچکی قرار داشت است که گویا بخشی از آن به دارالفنون تعلق داشته است. بنای صحیه مدارس و وزارت معارف که عبارت توانا بود هر که دانا بود روی آن نوشته شده است متعلق به دارالفنون بوده که اکنون گنجینه اسناد و موزه تعلیم و تربیت است.
با گذر زمان و در پی تعریض خیابان ناصریه (۱۲ متری) و تبدیل آن به خیابان ناصر خسرو (۳۰ متری)، قسمت غربی دیوار دارالفنون به شکل مغازه‌های متنوع درآمد و این مغازه‌ها همگی ادعای مالکیت بر این فضا را دارند که این تغییرات نشان‌دهنده تحولات شهری و تأثیر آن بر ساختارهای تاریخی و فرهنگی است
در دوره پهلوی دبیرستان دارالفنون دارای سه رشته ادبی طبیعی و ریاضی بود و از استادان بنام و برجسته برخوردار و بهترین دبیرستان کشور به شمار می. آمد در دورۀ محمدرضاشاه دبیرستان مزبور و دبیرستانهای البرز مروی و ایرانشهر بزرگترین مدارس متوسطه تهران بودند و امتحانات کنندگان اوراق نهایی متوسطه در دبیرستان دارالفنون انجام میشد و تصحیح امتحانی استادان دانشگاه بودند و همین امر نیز دارالفنون را به دانشگاه پیوند می‌داد.
مدرسه دارالفنون به دلایل متعددی جایگاه برجسته خود را در نظام آموزشی ایران از دست داد که این عوامل ریشه در تحولات سیاسی، آموزشی و ساختاری کشور داشتند. با تأسیس دانشگاه تهران در سال ۱۳۱۳ خورشیدی، بسیاری از رشته‌های تخصصی نظیر پزشکی، حقوق و مهندسی که پیش‌تر در دارالفنون تدریس می‌شدند، به این نهاد دانشگاهی منتقل شدند. این انتقال، موجب شد که دارالفنون از یک نهاد آکادمیک پیشرو به یک دبیرستان معمولی تقلیل یابد.
تمرکز دولت پهلوی اول بر توسعه دانشگاه تهران به عنوان نماد مدرنیته و پیشرفت، عملاً دارالفنون را به حاشیه راند و به تدریج از اعتبار و تأثیر آن کاسته شد و این تصمیم، نه تنها به کاهش دامنه فعالیت‌های دارالفنون منجر شد، بلکه آن را به یکی از دبیرستانهای معتبر تهران تبدیل کرد. به طوری که دارالفنون تا سال‌ها در رأس نظام آموزش متوسطه ایران قرار داشت و نقشی کلیدی در تربیت نسل‌های آینده ایفا کرد و این تحولات، نشان‌دهنده تغییرات اساسی در نظام آموزشی ایران و تلاش برای ایجاد یک ساختار آموزشی منسجم و کارآمد است که به نیازهای جامعه و پیشرفت کشور پاسخ دهد
در سال ۱۳۱۷ خورشیدی، تحت مدیریت مشیرالدوله، که احتمالاً حسن پیرنیا، سیاستمدار و حقوقدان برجسته بود، دارالفنون دستخوش تغییرات عمده بیشتری شد و این مؤسسه دیگر قادر به پرورش متخصصان برجسته نبود و فعالیت‌های آن به آموزش در سطح دوره متوسطه محدود شد. در حالی که پیش از این، استادان خارجی و دروس پیشرفته در دارالفنون تدریس میشد، اما از این تاریخ به بعد برنامه‌های درسی آن به تدریج همسو با سایر دبیرستان‌ها طراحی شد و از روند نوآوری‌های علمی فاصله گرفت. این تغییرات نه تنها بر کیفیت آموزش در دارالفنون تأثیر گذاشت، بلکه موجب کاهش اعتبار آن به عنوان یک نهاد آموزشی پیشرو در کشور گردید.
پس از پیروزی انقلاب اسلامی در سال ۱۳۵۷، دارالفنون بار دیگر دچار تغییرات عمده‌ای در کاربری خود شد. این بنای تاریخی ابتدا به عنوان مرکز تربیت معلم فعالیت خود را آغاز کرد تا به نیازهای آموزشی نظام نوپای جمهوری اسلامی پاسخ دهد. در ادامه، در دهه ۱۳۶۰، دارالفنون به مرکز آموزش ضمن خدمت وزارت آموزش و پرورش تبدیل شد و در این نقش، سهم بسزایی در ارتقای مهارت‌های معلمان ایفا کرد و در تاریخ ۲۵ تیر ۱۳۷۴ بنای آن به شماره ۱۷۴۸ در فهرست آثار ملی کشور ثبت و از سال ۱۳۷۸ شمسی با انجام تعمیراتی سنجیده، جایگاه اسناد آموزش و پرورش ایران شد.
با گسترش مدارس و دانشگاههای مدرن در تهران و سایر شهرها، دارالفنون به تدریج جای خود را به مراکزی داد که از امکانات بهروزتر، اساتید جوانتر، و برنام‌های متنوع‌تر برخوردار بودند. برای مثال، دانشگاه تهران، دانشگاه صنعتی شریف، و دانشگاههای علوم پزشکی به جاذبه‌های اصلی برای دانشجویان نخبه تبدیل شد و هرچند دارالفنون در قرن نوزدهم کانون روشنفکری و نشر اندیشه های نو (مانند ترجمه آثار غربی) بود، اما در سده بعدی، این نقش به مطبوعات، دانشگاهها، و محافل ادبی منتقل شد. حتی تبدیل آن به موزه آموزش در سال‌های اخیر نیز نتوانست جایگاه پیشین آن را به عنوان مرکز زنده علمی احیا کند.
