O zřízení „první nižší státní reálky s vyučovací řečí slovanskou“, která měla být postupně doplněna na vyšší reálku, bylo rozhodnuto 16. září 1880. Škola zpočátku sídlila v budově bývalého cukrovaru Johanna Putterlika na Křenové ulici, ale nárůst počtu žáků si brzy vyžádal větší prostory. Problém se nejprve vyřešil pronájmem a adaptací nových místností na Čechyňské ulici, posléze se uvažovalo o přístavbě k hlavní budově, nakonec však v roce 1898 Ministerstvo kultu a vyučování svolilo k jednání o vhodném stavebním místě v jiné městské čtvrti. Zemská školní rada navrhla dvě varianty staveniště na Antonínské ulici – jedno na rohu s dnešní Kounicovou ulicí (v místě současného Janáčkova náměstí), druhé v západním cípu zrušeného městského hřbitova, přičemž zvolena byla druhá varianta. Program nové budovy byl školní radě předložen 9. června 1899. Na jeho základě vypracovalo Technické oddělení Moravského místodržitelství první verzi náčrtů stavby, projekt na výstavbu nové školní budovy však byl ministerstvem schválen až 12. dubna 1902 s tím, že škola musí být hotova počátkem školního roku 1903/1904. Novostavba byla zkolaudována 12. září 1903 a výnosem z 25. září povolena k užívání.
Autory návrhu byli stavitel Antonín Tebich a architekt Vladimír Fischer, profesor, děkan a později v letech 1931–1932 také rektor České vysoké školy technické v Brně. První česká reálka je příkladem rané fáze Fischerovy tvorby, i když představuje posun od romantického historismu jeho projektů radnic ve Fryštáku (1900–1901) nebo Tišnově (1905–1906) směrem k eklektickému kombinování neorenesančních, neobarokních a secesních prvků. Ty se v případě české reálky objevují jak na průčelích, tak i v interiérech stavby.
Symetrické, tříkřídlé dispoziční řešení budovy se schodištěm v ose hlavního vstupu a učebnami orientovanými do ulice navazuje na běžně používaný typ dispozice školních staveb daného období. Naopak svým monumentálním pojetím vstupního průčelí v Botanické ulici, jemuž dominují dvě po stranách umístěná sgrafita českého malíře Jano Koehlera (se stejným autorem Fischer o pár let později spolupracoval u sousedního Švédského domu), budova demonstruje svůj mimořádný význam. Ten je možné vnímat především v kontextu snah o prosazování české národní identity v prostředí předválečného, převážně německého Brna. Tento aspekt byl zdůrazněn také symbolem českého lva umístěným ve štítu nad hlavním vstupem. Sgrafita zobrazují alegorické postavy související se vzděláním a výchovou dětí. Na pravé straně scénu s andělem držícím lampu a čtyřmi dětskými postavami představujícími přírodu, umění, hudbu a víru. Výjevu vlevo dominuje postava staršího muže v aristokratickém oděvu držícího lidskou lebku. V pozadí jsou zobrazeny vědecké přístroje, při nohách muže tři dětské postavy – alegorie vítězství vědy a vzdělání. Pod sgrafity se nacházejí pamětní nápisy s datem založení ústavu (1880), respektive dokončení stavby (1903).
Velkoryse byly řešeny také společné interiéry školy. V hale za tříosým vstupem se dodnes dochovala štuková výzdoba stropu a stěn, jakož i části původní dekorativní dlažby. Monumentálnímu schodišti dominují dekorativní sloupky s motivem lastur, klenuté arkádové lodžie a v nejvyšším patře štuková výzdoba doplněná o ozdobné lucerny zakončující nosné pilíře. Výraznou proměnou naopak při rekonstrukci v roce 2022 prošel školní dvůr, ze kterého byla odstraněna hmota původní tělocvičny. Ta byla nahrazena novostavbou nerespektující původní architekturu školy.
S výjimkou první a části druhé světové války, kdy budova sloužila jako vojenská nemocnice, respektive byla obsazena nacistickou Schutzpolizei, zde po celou dobu existence sídlilo několik školních ústavů. V době okupace se česká reálka změnila na reálné gymnázium, po válce vzniklo Gymnázium Dr. Vladimíra Helferta. Ve stejné době zde sídlilo také gymnázium pro pracující, střední škola a škola národní. Jejich sloučením vznikla v roce 1953 Jedenáctiletá střední škola. Od roku 1961 v budově působila pouze základní devítiletá škola, dnes ZŠ s MŠ Antonínská. V padesátých letech byla kapacita školy navýšena vybudováním dvou nízkých pavilonů, tzv. Školičky, v protilehlé zahradě bývalého alumnátu, dnešního rektorátu VUT. Pavilony zanikly při rekonstrukci rektorátu v posledních letech 20. století.
KK