Kiedy w 1773 roku nastąpiła kasata zakonu Jezuitów rząd austriacki przejął kolegium i utworzył w jego miejsce sześcioletnie gimnazjum (jedno z sześciu szkół średnich jakie pozostawiono w Galicji). Eksjezuitom pozwolono uczyć w szkole do roku 1787, a rok później wprowadzono język niemiecki jako wykładowy. Od tego czasu w gimnazjum uczyli nauczyciele świeccy, na których czele stał prefekt. W listopadzie 1819 roku utworzono przy gimnazjum dwuletni zakład filozoficzny, którego ukończenie pozwalało na podjęcie studiów uniwersyteckich. Uczniowie gimnazjum uczestniczyli we wszystkich najważniejszych wydarzeniach 1. i 2. połowy XIX w.: walczyli w kampaniach napoleońskich, o niepodległość Grecji, w Powstaniu Listopadowym, wchodzili w skład organizacji spiskowych lat 30., brali udział w Wiośnie Ludów nie tylko na terenach polskich, ale i węgierskich, walczyli w Powstaniu Styczniowym. W roku szkolnym 1849/1850, w wyniku reformy oświaty, połączono sześcioletnie gimnazjum z dwuletnim zakładem filozoficznym w jeden ośmioletni zakład. Nauka w gimnazjum kończyła się maturą umożliwiającą podjęcie studiów uniwersyteckich. Od roku szkolnego 1867/1868 językiem wykładowym ustanowiono język polski. 3 września 1895 roku uroczyście poświęcono nowy budynek szkolny przy ówczesnej ul. Dobromilskiej, który służy szkole do dziś. Koniec ery autonomicznej związany jest z wieloma wydarzeniami w historii szkoły. To z niej w 1895 roku wyłoniono gimnazjum ukraińskie, a w 1906 roku – gimnazjum zasańskie. Szkoła – w okresie rozbudzonych uczuć narodowych – była "almae matris" dla wielu wybitnych działaczy niepodległościowych polskich, ukraińskich, a także żydowskich. To w murach Gimnazjum w 1907 roku zawiązano zalążki dzisiejszego Klubu Sportowego „Polonia”. Prężnie rozwijały się inicjatywy teatralne, harcerskie oraz ruch turystyczny.