Построена в центре Новособорной площади в 1899 г. Нынешнее расположение гимназии — по линии застройки переулка, на некотором расстоянии от улиц Ленинской и Советской. Главным восточным фасадом здание обращено к ул. Ленинской.
1 сентября 1882 г. в Борисоглебске была открыта трехклассная прогимназия. В 1899 г. она преобразована в полную гимназию, в том же году было построено ныне существующее здание. Содержалась на средства города, земства, министерства народного просвещения и за счет сборов за обучение. Семиклассная гимназия имела восьмой, дополнительный, педагогический класс, окончание которого давало право на получение звания учительницы. Преподавательницы подавляющего большинства земских школ уезда и городских училищ являлись выпускницами гимназии. В гимназию принимали девочек из различных сословий. Из отчета по управлению гимназией за 1911 г. видно, что к 1 января 1912 г. в ней обучалось: дочерей потомственных дворян — 16, личных дворян и чиновников — 98, из духовного звания -39, дочерей почетных граждан и купцов — 105, мещан — 360, дочерей крестьян — 260 человек. По числу учащихся Мариинская гимназия в то время являлась одной из самых значительных в учебном округе.
Гимназия имела фундаментальную библиотеку, насчитывавшую 1303 названия, и ученическую библиотеку из 3024 названий.
Начальницей гимназии со дня открытия была Вера Порфирьевна Толпегина, она же преподавала историю и географию (в 1912 г., в связи с 30-летием ее деятельности в Борисоглебской женской гимназии, городская управа ходатайствовала о предоставлении Толпегиной прав почетной гражданки г.Борнеоглебска). К 1 января 1912 г. в гимназии работали 40 учителей. История сохранила имена некоторых из них: СВ. Оржевская и Л.В. Ильинская преподавали русский язык, Е.Г. Лазорина — арифметику, А.А. Трескина — математику, В.Н. Евсеева, И.Е. Любимов — историю, А.А. Студенецкая — географию, Е.В. Алферьева — немецкий язык, В.А. Радецкая — французский язык.
В годы первой мировой войны в здании гимназии, на квартире В.П.Толпегиной, размещался лазарет для раненых на 5 коек.
Учителя активно участвовали в общественной жизни города. В марте 1917 г. в здании гимназии состоялось учредительное собрание Борисоглебского педагогического общества, объединявшего преподавателей начальных и средних, в том числе профессиональных, учебных заведений города и уезда. Там же была избрана комиссия для разработки проекта народного университета, который было предложено открыть в Борисоглебске.
В 1899-1904 гг. воспитанницей гимназии была революционерка А. К. Бенедиктова.
В 1935-41 гг. в средней школе, которой тогда принадлежало это здание, учился Герой Советского Союза Г.А.Печковский (1923-1944).
С 25.06.1941 г. по 15.10.1943 г. здесь был размещен эвакогоспиталь № 1392, в котором лечились раненые советские воины, доставленные в Борисоглебск из районов боевых действий с берегов Дона.
Здание гимназии двухэтажное, кирпичное, стены оштукатурены. Это одна из красивейших построек города, напоминающая французские замки 16-17 вв. Основной прямоугольный объем усложнен по средней оси западного и восточного фасадов повышенными ризалитами, увенчанными аттиками и башенками, ризалитом на северном торцовом фасаде, а также тамбурами парадных входов в главный зал гимназии.
Декоративная отделка фасадов здания насыщенна и включает в себя элементы ренессанса. Стены первого этажа рустованы и завершены карнизом. Подоконный пояс венчает широкие плоские накладки. Окна прямоугольные, в профилированных наличниках с замками. Порталы тамбуров профилированные, с замком и волютами по бокам. Над порталом — фриз с модульонами. Тамбуры увенчаны балюстрадой открытых балконов.
Гладкие стены второго этажа декорированы угловым рустом, подоконным поясом с филенками, венчающим карнизом на фигурных кронштейнах с прорезным орнаментом, а также поясом сухариков. Прямоугольные окна фланкированы пилястрами с каннелюрами и завершены фронтонами. В средних ризалитах арочные окна с замками в архивольтах завершены аналогичными фронтонами на фигурных консолях.
Над карнизом ризалитов — аттик (с угловыми двухъярусными филенчатыми столбиками), который служит постаментом для башенки с парой прямоугольных слуховых окон, обрамленной пилястрами и архивольтом. Башенку завершает двухъярусный металлический щипец с датой постройки (1899), гирляндой и венчающим деревянным шпилем. По углам основного объема расположены аттики (с филенками и квадрами), завершенные четырехъярусными пирамидальными башенками изогнутого контура, также со шпилями. По периметру здания над венчающим карнизом равномерно расставлены кирпичные столбики с шатриками. Между ними была ажурная металлическая решетка.
Внутренняя планировка — коридорная. Актовый зал размещается в центре второго этажа на его поперечной оси. Лестницы из обширного вестибюля-холла в центре первого этажа ведут в актовый зал, служивший одновременно и большой рекреацией. В интерьерах здания сохранились печи с белыми рельефными изразцами, украшенными растительным и геометрическим орнаментом, лепные карнизы и розетки в актовом зале, фигурные металлические ограждения лестниц.
