A Escola foi inaugurada em 1877 e sua construção foi feita com recursos provenientes dos cofres públicos e de particulares.

A partir de 1901, o prédio passou a abrigar o Instituto Profissional Feminino. Em 1912, a Escola passou a se chamar Orsina da Fonseca, em homenagem à esposa do Presidente Hermes da Fonseca, falecida naquele ano, por sua identificação e apoio ao trabalho desenvolvido no Instituto.

Em 1933, na gestão de Anísio Teixeira, o Instituto passa a se chamar Escola Técnica Secundária Orsina da Fonseca, recebendo várias outras denominações até a criação do Município do Rio de Janeiro, quando passou a se chamar Escola Municipal Orsina da Fonseca.

Nos anos sessenta, do século XX, o antigo prédio foi demolido, sendo construído o atual. Alguns poucos móveis e louças resistiram ao tempo e ainda se encontram na Escola.

Com o Decreto n° 19011, de 05 de outubro de 2000, as estátuas “A Leitura” e “A Escrita”, de autoria de Mathurin Moreau, e dois pares de vasos ornamentais, foram tombados pela Prefeitura da Cidade do Rio de Janeiro. Essas estátuas foram fundidas pelas Fundições Val d'Osne, na França.