Здание было построено как одно из учреждений Воспитательного дома для «неимущих дворян и разночинцев» и стало одним из первых женских учебных заведений в Москве. Его строгая классическая архитектура и значительные размеры характерны для общественных сооружений зрелого классицизма. Иван (Джованни) Жилярди, занимавший должность архитектора Воспитательного дома, известен как опытный практик. Он занимался перестройкой Вдовьего дома, строил по проекту Д. Кваренги Мариинскую больницу и возводил некоторые служебные корпуса в Воспитательном доме. Александровский институт стал единственным собственным реализованным проектом зодчего.

Торжественное открытие училища состоялось 30 августа 1805 года. При Александре III, в 1892 году, оно получило статус института. Основаниями для зачисления в институт могли быть различные обстоятельства: сиротство, смерть отца и тяжёлое материальное положение семьи. Согласно уставу, первоначально в училище могли быть приняты на штатные вакансии дочери офицеров по военной, статской и придворной службе, которые не могли обучаться в Екатерининском училище; мещан, записанных в гильдии любого города; священнослужителей; медиков и лекарей без штабс-офицерских чинов; учителей и художников.

Постепенно круг лиц, имеющих право на обучение, расширялся. К 1898 году правила приёма предусматривали возможность зачисления на казённое содержание детей лиц от полковника и коллежского советника до штабс-капитана и титулярного советника включительно, а также протоиереев, священников и евангелических пасторов. Все места распределялись между круглыми сиротами, полусиротами и не сиротами. Кроме казённых учениц, при наличии мест в институт зачисляли пенсионерок с оплатой за обучение.

Численность воспитанниц постоянно увеличивалась; если первый набор составил 80-90 учениц, то в 1850 году насчитывалось 150 казённых воспитанниц и 70 пенсионерок, а к 1917 году в институте обучалось 158 девочек: бесплатных, 84, стипендиаток казённо-штатных, 40, стипендиаток военного ведомства, 11, бесплатных георгиевских стипендиаток, 3, экстернов (родственники неимущих служащих), 8. Зачисленные в институт девочки распределялись на два класса: в старший, в возрасте 13-14 лет, и в младший, 11-12 лет.

Через три года младшие переводились в старшие классы. Из числа окончивших и наиболее отличившихся пятерых, позднее трёх воспитанниц оставляли для подготовки классных дам в специальном пепиньерском классе. Выпускницы этого класса преподавали в гимназиях и двухклассных школах. Кроме педагогического, долгое время существовал специальный класс 1812 года с преподаванием французской литературы, истории, географии, мифологии и физики.

Административный и педагогический штат Александровского института состоял из инспектрисы, позднее начальницы, её помощницы, классных дам, инспектора классов, преподавателей, преподавательниц младших классов и обслуживающего персонала (при церкви, канцелярии, лазарете, «экономии» и полиции). В разное время инспекторами классов были, например, профессор Московского университета Л. А. Цветаев и М. М. Катков. Французскую словесность преподавал Ф. Куртенер.

В период с 1898 по 1914 годы учебную часть курировал почётный опекун А. А. Пушкин. Первоначально училище располагалось в бывшем доме А. И. Глебова (с 1803 года, дом Медицинской конторы) возле Кудринской площади, а с 1812 года, в здании на улице Новая Божедомская, построенном И. Д. Жилярди в 1809-1811 годах для «Вдовьего дома».