При возведении школы была сделана попытка создать первое учебное здание нового образца, основанное на передовых советских учебно-педагогических подходах. Строительство велось по проекту архитекторов Никольского и Крестина, с опорой на экспериментальные разработки и программы, подготовленные комиссией по школьному строительству для городских школ, рассчитанных на 1000 учеников.
Каждый из пяти объемов, формирующих архитектурную композицию учебного заведения, выполняет свою функциональную задачу.
Корпуса школы, различающиеся по размеру, объединены в единый архитектурный ансамбль. Здание спроектировано с асимметричной планировкой, символизирующей форму серпа и молота — отсылку к революционной тематике.
Башня, венчаемая вращающимся куполом обсерватории, выступает архитектурной доминантой и выполняет функцию вертикальной связи между этажами.
С северной стороны к башне примыкает пятиэтажный корпус, в котором размещены основные помещения школы. Он заметно контрастирует с отдельно стоящим одноэтажным зданием спортивного зала.