Sau khi lên ngôi năm 1802, vua Gia Long bắt đầu công cuộc tìm kiếm nhân tài nhằm xây dựng nước nhà giàu mạnh. Một năm sau, vua cho xây dựng Đốc học đường tại An Ninh Thượng, nay là phường Hương Hồ (thị xã Hương Trà, Thừa Thiên Huế).
Vua từng dụ rằng: "Muốn có nhân tài trước hết phải giáo hóa. Nay ở Kinh sư số học giả còn ít là bởi phép dạy chưa đầy đủ. Trẫm muốn mở Quốc học và Sùng văn để tỏ bày giáo hóa".
Hiện Đốc học đường chỉ còn lại 3 cổng chào.
Khu đất ngày xưa từng là Đốc học đường, nay được Trung tâm Bảo tồn Di tích cố đô Huế sử dụng làm vườn ươm giống cây cảnh.
Thời vua Gia Long, Đốc học đường gồm một tòa nhà chính giữa và hai dãy nhà hai bên làm nơi giảng dạy của các đốc học, nơi học tập của giám sinh. Sau khi lên ngôi, năm 1820 vua Minh Mạng cho đổi tên Đốc học đường thành Quốc Tử Giám.
Vua Minh Mạng từng dụ rằng: "Trẫm từ khi lên ngôi đến nay, chăm chăm đến việc tác thành nhân tài, đặt nhà học, cấp lương cho giám sinh, gia ân cho học trò, ban phát sách vở, đều mong học trò thành tài để nhà nước dùng".
Năm 1821, vua Minh Mạng cho xây dựng mở mang thêm, gồm tòa Di Luân Đường 5 gian 2 chái; phía sau là giảng đường 7 gian 2 chái; hai dãy nhà học đều 3 gian 2 chái, xung quanh là tường thành bảo vệ. Năm 1848, triều Nguyễn xây thêm hai dãy cư xá cho giám sinh ở trọ, mỗi dãy 9 gian, cùng một vài phòng ở cho các viên tế tửu (hiệu trưởng), tư nghiệp (hiệu phó).
Cùng với việc xây dựng Đốc học đường, năm 1808 vua Gia Long cũng cho xây dựng Văn Thánh Miếu để thờ Khổng Tử và Tứ phối (Nhan tử, Mạnh tử, Tử tư, Tăng tử).
Cổng chính của Văn Thánh Miếu vẫn còn nguyên vẹn cho đến ngày nay.
Hiện Văn Thánh Miếu còn hai dãy nhà bia gồm 32 tấm bia, khắc tên 293 tiến sĩ triều Nguyễn, bắt đầu từ khoa thi đầu tiên năm Minh Mạng thứ 3 (1822) đến khoa thi cuối cùng vào năm Khải Định thứ 4 (1919).
Thời vua Gia Long, triều Nguyễn chỉ mở các khoa thi hương nên không có tấm bia tiến sĩ nào được dựng ở Văn Miếu. Đến thời vua Minh Mạng mới mở các khoa thi hội nên bia tiến sĩ cũng bắt đầu được dựng.
Sau trận bão năm 1904, Quốc Tử Giám bị hư hỏng nặng, nhà Nguyễn phải tiến hành tu sửa nhiều lần. Nhận thấy vị trí Quốc Tử Giám đặt tại An Ninh Thượng cách xa Kinh thành, năm 1908 thời vua Duy Tân, Quốc Tử Giám được dời về nằm bên trong Kinh thành Huế, vị trí hiện nay tại số 1, đường 23/8 (phường Thuận Thành, thành phố Huế).
So với Quốc Tử Giám cũ, Quốc Tử Giám tại địa điểm mới có chút thay đổi về mặt công trình kiến trúc, quy mô và vật liệu xây dựng, nhưng các phòng ốc, tên gọi công trình vẫn giữ nguyên.
Trong số công trình kiến trúc tại Quốc Tử Giám, Di Luân Đường (ảnh), Tân Thơ Viện và tòa nhà dành cho vị Tế Tửu Quốc Tử Giám có giá trị nghệ thuật cao khi xây dựng theo kiến trúc của cung Bảo Định.
Năm 1923, thời vua Khải Định, Tân Thơ Viện (ảnh), nơi chứa sách của Quốc Tử Giám trở thành Bảo tàng Khải Định nên trường Quốc Tử Giám phải lập một thư viện mới. Hiện nay, Tân Thơ Viện là trụ sở của Bảo tàng Cổ vật cung đình Huế.
Hai dãy nhà học hai bên Di Luân Đường vẫn giữ được kiến trúc ban đầu. Công trình này có sự giao thoa kiến trúc Đông Tây.
Sau chiến tranh, Quốc Tử Giám được sử dụng làm trụ sở của Bảo tàng Lịch sử và Cách mạng Thừa Thiên Huế. Dãy nhà học bên trái Di Luân Đường nơi các giám sinh triều Nguyễn học ngày xưa nay được sử dụng làm nơi trưng bày các hiện vật chiến tranh thời chống Mỹ cứu nước.
Dãy nhà học bên phải được sử dụng làm nơi trưng bày các hiện vật chiến tranh thời chống Pháp cứu nước. Trước năm 1975, Quốc Tử Giám từng là trường Trung học Hàm Nghi.
Khu nhà giám sinh ngày xưa ở trọ học.
Vào thời nhà Nguyễn, những người học ở Quốc Tử Giám được gọi là giám sinh nhưng có những danh xưng khác. Theo đó, người học ở Quốc Tử Giám được Tôn Nhơn Phủ chọn gọi là tôn học sinh, người hàng năm địa phương cống lên gọi là cống sinh, con quan gọi là ấm sinh. Hàng tháng, các giám sinh được triều đình cấp học bổng, lương thực, dầu đèn...
Bia Thị học được đặt trước Quốc Tử Giám.
Một lần ghé thăm Quốc Tử Giám, vua Tự Đức đã làm một bài văn gồm 14 chương để răn dạy và khuyến khích giám sinh học hành. Toàn bộ nội dung bài văn này được khắc vào tấm bia dựng trước sân trường và vẫn tồn tại cho đến ngày nay.
Võ Thạnh