За почти 200-летнюю историю в гимназии не раз происходили преобразования. На том месте, где сейчас находится здание школы, в начале XIX века располагалось одноэтажное здание с фасадом в пять окон по улице Покровской. Оно было куплено Симбирским Обществом Христианского Милосердия, первым учредителем и секретарем которого был князь Баратаев.
2 мая 1820 года заботами Общества Христианского Милосердия и на его средства, с разрешения императрицы Елизаветы Алексеевны, было открыто в Симбирске первое закрытое женское учебное заведение “Дом трудолюбия” для дочерей, преимущественно дворянского происхождения и чиновников военной и гражданской службы. Воспитанниц обучали рукоделию, иностранным языкам, музыке, танцам – всему тому, чтобы после обучения девушки могли работать гувернантками.
В 1847 по воле императрицы Александры Фёдоровны, жены Николая 1, Дом Трудолюбия был переименован в Елизаветинское училище в память основательницы его.
В 1860 открытое в Симбирске 3-х классное женское училище было принято под покровительство императрицы Марии Александровны, жены Александра 2, в честь Её величества училищу даровано имя Мариинского. В 1864 училище было преобразовано в гимназию.
Гимназия относилась к Ведомству учреждений императрицы Марии и носило имя императрицы Марии Фёдоровны, жены Павла 1, внесшей большой вклад в развитие женского образования в России.
В 1872 г. Елизаветинское училище было преобразовано в Елизаветинский пансион при гимназии.
7 августа 1918 года был закрыт Елизаветинский пансион; затем — гимназия, а в здании открылась 3-я советская школа второй ступени (5—9 классы). В 1932 году школе присвоено имя Н.К.Крупской. В 1969 г. она переименована в общеобразовательную, политехническую школу им. Анны и Ольги Ульяновых. Летом 1990 года в соответствии с решением облисполкома от 05.06.90г. № 228 был произведён набор в гимназические классы. Летом 2009 года гимназия переименована в Мариинскую гимназию.