Kladenské gymnázium sídlí ve velkolepé secesní budově, kterou navrhl slavný architekt Alois Dryák a která byla dokončena v roce 1905. Tento památkově chráněný dvoupatrový trojkřídlý objekt vznikl na začátku 20. století díky finančním prostředkům města Kladna.

Rozhodnutí o založení školy však padlo již 25. října 1899, kdy představitelé města Kladna schválili finanční podporu pro vybavení a provoz nové školy. Škola původně nesla název C. k. státní reálka a první výuka proběhla v září 1900 v prozatímní budově ve dvou třídách, které navštěvovalo 48 žáků ve věku 11–15 let.

V roce 1903 byla vyhlášena veřejná soutěž na stavbu nové budovy, kterou vyhráli Tomáš Amen a Alois Dryák. Stavba začala v roce 1904 za realizace firmy E. a L. Hrabě, přičemž vnější secesní úpravu fasády provedl profesor Alois Bouda. Budova byla kolaudována 12. září 1905 a již 20. září téhož roku zde začala první výuka.

V roce 1942, po vyhlazení Lidic, byly do budovy gymnázia na několik dní umístěny a drženy lidické ženy a děti.