Прогимназия была открыта 26 августа 1863 года как женское трехклассное училище 2-го разряда. До 1881 года она размещалась на том же участке в деревянном доме, подаренном ей почетным гражданином города А.И. Нечаевым. В 1865 году училище было переименовано в Воронежское женское училище имени великого князя цесаревича Николая Александровича, а с 1870 года - в Воронежскую Николаевскую женскую прогимназию. В 1877 году в ней был открыт 4-й класс. Прогимназия предназначалась для обучения детей представителей всех сословий. Содержалась на средства города, губернского земства, министерства народного просвещения и общественные пожертвования. Здесь преподавали русский язык, историю, географию, арифметику, чистописание, естествоведение, рисование, рукоделие, французский язык, пение, танцы, гимнастику. Начальницей прогимназии с момента открытия до 1896 года была В.Ф. Денисова, окончившая курс в Харьковском институте. Председателем педагогического совета с 1907 года по 1917 год был С.Н. Прядкин - педагог, краевед, редактор журнала «Филологические записки». Большинство преподавателей являлись выпускницами Воронежской Мариинской женской гимназии, в том числе и начальница С.И. Юркова, занимавшая эту должность с 1896 года и активно способствовавшая постройке собственного здания прогимназии.
Выпускницы, желавшие получить звание учительниц начальных народных училищ, оставались при прогимназии на один год в качестве помощниц учительниц. В 1901 году были открыты одногодичные педагогические курсы для подготовки учительниц начальных народных училищ. В 1910-1911 годах курсы были преобразованы в двухгодичные, а в 1913 году - в трехгодичные. Программа обучения на курсах была приближена к программе учительских семинарий. В 1901 году при прогимназии были открыты также одногодичные профессиональные курсы, на которых выпускницы обучались счетоводству, телеграфному и машинописному делу.
Двухэтажное с высоким полуподвалом здание имеет Г-образный план. Протяженный главный фасад оформлен в духе классицизма. В симметричной композиции выделяется средняя часть в девять осей окон. Она повышена, подчеркнута креповкой стены, рустом в первом этаже и высокими арочными окнами - во втором. Центральная ось, где расположен главный вход, во втором этаже акцентирована портиком.
В интерьере из обширного вестибюля трехарочный проход ведет к главной лестнице, которая делится на два рукава. Система планировки здания коридорная.
В здании расположено медицинское учреждение.