Hovedbygningen ble oppført etter stadskonduktør Ole Peter Riis Høeghs tegninger. Innvielsen av den nye «Kathedralskolebygning i Bergen» skjedde den 31. oktober 1840. Enkelte bygningsdeler fra bispegården og klosteret er inkorporet i skolebygget: flere marmortrinn ved skolens inngang og klebersteinsornamenter på bygningens sydside. Bygningen var opprinnelig på 3 etasjer. I sokkeletasjen lå det ved- og vaskekjellere. I første etasje var det et bibliotek, garderobe til elevne og fem klasserom, tilsvarende skolens klassetall. I andre etasje lå rektors leilighet og et auditorium.