Polisen behandlar dödsfallet för den elev som på orten kallades Bailey Gwynne vid Cults Academy som en mordutredning.
Officerare sa att en 16-årig man hade häktats efter att räddningstjänsten hade kallats till skolan omkring 13:30.
Huvudläraren Anna Muirhead sa att offret var "mycket skonsamt" och att elever och personal befann sig i ett "tillstånd av total chock".
Hon tillade: "Jag tycker det är rättvist att säga att hela skolgemenskapen är helt förkrossad men just nu, naturligtvis, är våra tankar med pojkens familj."
Ch Insp Graeme Mackie sade: "Detta är en chockerande och extraordinär händelse för Aberdeen och våra tankar är med familjen och vänner pojken."
Han tillade: "En fullständig och grundlig undersökning pågår."
Förste minister Nicola Sturgeon sade på Twitter: "Alla mina tankar är med familj och vänner till den unge mannen som tragiskt har dött på Cults Academy."
Aberdeen stadsfullmäktiges ledare Jenny Laing sade: " Jag är djupt bedrövad över nyheten att en av våra elever har dött efter en händelse på Cults Academy i dag.
"Jag är säker på att jag talar för alla över hela staden när jag säger hur chockerande detta är.
"Jag vill uttrycka min uppriktiga sympati för pojkens familj och vänner i denna svåraste tid."
Rådets verkställande direktör Angela Scott tillade: " Det är svårt att finna ord för att beskriva denna tragiska händelse. Vi tänker först och främst på pojkens familj och vänner i denna extremt svåra tid.
"Vid det här laget är det för tidigt för oss att gå in på några ytterligare detaljer.
"Vi kommer naturligtvis att fortsätta att samarbeta nära med Polis Skottland och bistå med deras utredning efter behov. Vi kommer också att inleda en fullständig intern utredning av omständigheterna kring denna incident."
Aberdeen South MP Callum McCaig är en före detta elev vid Cults Academy.
Han sade: " Jag känner skolan mycket väl, och det finns inget prejudikat för något liknande.
"Det är otroligt sorgligt."
McCaig tillade: " Det är helt förödande nyheter. Jag tror inte att ord verkligen kan göra rättvisa åt något sådant här.
"Det är ett otroligt sorgligt ögonblick för familjen och våra tankar går ut till dem."
Aberdeen stadsfullmäktige har inrättat ett särskilt stödnummer - 01224 264299 - för de drabbade, från 08:00 på torsdag.
Skolan är stängd på torsdag och fredag. Rådgivning erbjuds alla som påverkas av händelsen.
Cults Academy är en gymnasieskola med 1 050 elever från 11 till 18 år och sägs ha ett gott rykte.
Alla barn som drabbats av denna händelse kan också ringa ChildLine på 0800 1111.
En 16-årig elev har dött efter att ha blivit knivhuggen på en Aberdeenskola.