Das Gebäude, in dem sich das Ponomarjow-Gymnasium befand, wurde Mitte des 19. Jahrhunderts von dem Kaufmann Iow Stepanowitsch Samarin errichtet. Am Ende desselben Jahrhunderts wurde es von dem pensionierten Notar Viktor Nikolajewitsch Umnow erworben, der mehrere Häuser in der Moskauer Straße besaß.

Am 15. September 1907 nahm in diesem Gebäude eine private Schule zweiten Grades mit einem Kurs für männliche klassische Vorschule ihre Arbeit auf. Sie wurde von dem Staatsrat Dmitri Alexejewitsch Sacharjin gegründet, der noch im selben Jahr starb. Zum Leiter der Schule wurde der diözesane Aufseher der kirchlichen Schulen der Provinz Penza, der Theologiekandidat und Staatsrat Sergej Afanasjewitsch Ponomarjow ernannt.

Im Jahr 1909 erhielt die Schule den Namen private männliche Vorschule S.A. Ponomarjow, und im folgenden Jahr wurde sie zu einem Gymnasium mit einer achtjährigen Ausbildungszeit.

Die Bekanntheit von Bildungseinrichtungen wird durch ihre Absolventen geprägt. Für das 3. Penza Männliche Gymnasium, das häufiger als Ponomarjowsches Gymnasium bezeichnet wird, wurde der berühmteste Absolvent Anatoli Borisowitsch Mariengof. Er war ein Imagist und Gründer des Imagismus, der in Penza entstand, wo 1918 der erste imagistische Sammelband „Exodus“ veröffentlicht wurde. Mariengof war auch Dramatiker und Freund von Sergej Jessenin, über den er Erinnerungen hinterließ und dem Jessenin Gedichte widmete.

Einer von Mariengofs Freunden im Gymnasium war Iwan Starzew, der in einer niedrigeren Klasse lernte. Er wurde ein bekannter Bibliograf und Autor von Sammlungen über Kinder-, Kunst- und westliche Literatur. In ihrer Gesellschaft war auch Grigori Kolobow, der später in Moskau zusammen mit Mariengof und Jessenin lebte. Er arbeitete im Transport- und Materialabteilung der VSNH und hatte einen Salonwagen, in dem oft seine Freunde, einschließlich Sergej Jessenin, reisten.

Nach der Revolution befanden sich im Gebäude des Ponomarjow-Gymnasiums der Stadt- und Gebietsverband des Komsomol, und von den 1970er Jahren bis 1982 war hier das Penzaner Musikinstitut untergebracht.