ต่อมาในการประชุมคณะกรรมการอำนวยการวชิราวุธวิทยาลัยเมื่อวันที่ 15 มกราคม พ.ศ. 2519 คณะกรรมการอำนวยการฯ ได้พิจารณาเห็นว่า ศาสตราจารย์ ดร.กัลย์ อิศรเสนา ณ อยุธยา เป็นผู้ที่มีคุณสมบัติครบถ้วนตามข้อบังคับกรรมการอำนวยการ ประกอบกับเป็นผู้ที่ทราบกิจการของวชิราวุธวิทยาลัยด้วยดีตลอดมา คณะกรรมการอำนวยการฯ จึงมีมติเป็นเอกฉันท์ให้รัฐมนตรีว่าการกระทรวงศึกษาธิการในตำแหน่งนายกกรรมการอำนวยการวชิราวุธวิทยาลัยนำความกราบบังคมทูลพระกรุณาขอพระราชทานพระบรมราชานุมัติให้ ศาสตราจารย์ ดร.กัลย์ อิศรเสนา ณ อยุธยา เป็นผู้บังคับการวชิราวุธวิทยาลัยสืบแทนพระยาภะรตราชาที่ถึงอนิจกรรม แต่ในเวลานั้นศาสตราจารย์ ดร.กัลย์ อิศรเสนา ณ อยุธยา ยังคงดำรงตำแหน่งเลขาธิการพระราชวังอยู่ ราชเลขาธิการจึงได้หารือไปยังสำนักพระราชวัง เมื่อสำนักพระราชวังตอบรับว่า การดำรงตำแหน่งผู้บังคับการวชิราวุธวิทยาลัยไม่ขัดหรือเป็นผลเสียแก่การปฏิบัติหน้าที่เลขาธิการพระราชวังแต่อย่างใด ราชเลขาธิการจึงได้นำความกราบบังคมทูลพระกรุณาทราบฝ่าละอองธุลีพระบาท แล้วพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวได้พระราชทานพระบรมราชานุมัติให้ศาสตราจารย์ ดร.กัลย์ อิศรเสนา ณ อยุธยา ดำรงตำแหน่งผู้บังคับการวชิราวุธวิทยาลัย มาตั้งแต่วันที่ 11 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2519 ตลอดระยะเวลาที่ศาสตราจารย์ ดร.กัลย์ อิศรเสนา ณ อยุธยา ดำรงตำแหน่งผู้บังคับการวชิราวุธวิทยาลัยติดต่อกันมา 4 วาระ ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2519 — พ.ศ. 2539]] นั้น ท่านได้สืบทอดการจัดการอบรมนักเรียนตามแนวทางที่พระยาภะรตราชาได้เคยปฏิบัติไว้ แต่ก็ได้มีการเปลี่ยนแปลงให้เหมาะสมแก่ยุคสมัยไปบ้าง เช่น มีการปรับเวลาเรียนจากวันละ 5 ชั่วโมงเป็น 6 คาบเรียนตามมาตรฐานของกระทรวงศึกษาธิการ ปรับเวลาเลิกเรียนในตอนบ่ายจาก 13.00 น. เป็น 13.30 น. มีการจัดสร้าง "ครัวรวม" เพื่อประกอบอาหารจัดเลี้ยงนักเรียนทุกคณะแทนการให้แต่ละคณะเป็นผู้ประกอบจัดเลี้ยงซึ่งได้ปฏิบัติติดต่อกันมาช้านานการกันเอง ในส่วนของการบริหารงานโรงเรียนในสมัยที่ศาสตราจารย์ ดร.กัลย์ อิศรเสนา ณ อยุธยา เป็นผู้บังคับการนั้น ได้มีการเชิญอาจารย์ผู้เชี่ยวชาญด้านบริหารการศึกษาจากภาควิชาบริหารการศึกษา คณะครุศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย มาศึกษาและนำเสนอโครงสร้างการบริหารงานของวชิราวุธวิทยาลัยต่อคณะกรรมการอำนวยการวชิราวุธวิทยาลัย ซึ่งคณะกรรมการอำนวยการวชิราวุธวิทยาลัยได้พิจารณาอนุมัติให้เริ่มทดลองใช้โครงสร้างใหม่นั้นแทนโครงสร้างการบริหารงานเดิมที่ใช้กันมาแต่ครั้งโรงเรียนมหาดเล็กหลวง โครงสร้างการบริหารงานใหม่ที่คณะกรรมการอำนวยการฯ ได้อนุมัติให้เริ่มใช้งานมาตั้งแต่วันที่ 20 พฤษภาคม พ.ศ. 2532 นั้น เมื่อได้ทดลองใช้ไปชั่วระยะเวลาหนึ่ง ก็ได้พบความไม่เหมาะสมบางประการ เฉพาะอย่างยิ่งการแบ่งซอยหน่วยงานในแต่ละฝ่ายที่แยกย่อยเกินความจำเป็น จึงได้มีการปรับโครงสร้างให้กระชับขึ้นโดยยุบรวมหน่วยงานย่อยๆ ที่มีลักษณะงานคล้ายคลึงกันเข้าด้วยกันจัดเป็นแผนก และมอบหมายให้มีผู้รับผิดชอบงานในแต่ละแผนกมาตั้งแต่วันที่ 6 พฤศจิกายน พ.ศ. 2534 นอกจากนั้นในสมัยที่ศาตราจารย์ ดร.กัลย์ อิศรเสนา ณ อยุธยา ดำรงตำแหน่งผู้บังคับการวชิราวุธวิทยาลัยอยู่นั้น วิทยาการแขนงต่าง ๆ ได้พัฒนาก้าวหน้าไปเป็นอันมาก เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ได้เริ่มเข้ามามีบทบาทในแวดวงการศึกษา ท่านผู้บังคับการ ศาตราจารย์ ดร.กัลย์ อิศรเสนา ณ อยุธยา ก็ได้ริเริ่มให้วชิราวุธวิทยาลัยจัดซื้อเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์จำนวน 10 ชุด มาใช้ในการศึกษาของนักเรียนชั้นมัธยมปีที่ 6 เป็นครั้งแรกเมื่อปีการศึกษา 2532 แล้วจึงจัดหาเครื่องคอมพิวเตอร์เพิ่มเติมพร้อมกับขยายการสอนไปยังระดับชั้นอื่น ๆ รวมทั้งเริ่มนำเครื่องคอมพิวเตอร์มาใช้ประมวลผลในงานธุรการของโรงเรียน สิ่งที่ศาตราจารย์ ดร.กัลย์ อิศรเสนา ณ อยุธยา ได้ริเริ่มไว้ในระหว่างที่ดำรงตำแหน่งผู้บังคับการวชิราวุธวิทยาลัย คือ การจัดตั้งงานแนะแนวการศึกษาขึ้นในฝ่ายวิชาการ โดยท่านเห็นความจำเป็นที่ว่า โรงเรียนประจำนั้นนอกจากผู้กำกับคณะ และครูผู้สอนจะต้องเป็นผู้ให้คำปรึกษาแนะแนวทางในการประพฤติปฏิบัติตน ปัญหาชีวิต พฤติกรรมการปรับตัวและปัญหาอื่น ๆ แล้ว สมควรที่จะมีหน่วยงานด้านการแนะแนวขึ้นเพื่อเป็นศูนย์รวมข้อมูลด้านต่าง ๆ ของนักเรียน และยังเป็นหน่วยงานที่จะส่งเสริมให้นักเรียนมีแนวทางที่จะศึกษาต่อในระดับสูงต่อไปอีกด้วย