Первоначально это было двухэтажное здание с массивными завершениями в виде щипцов и надстроек, дополненных башенками, что создавало образ средневековой архитектуры. В 1896 году по проекту архитектора А.М. Баранова во дворе была сооружена Алексеевская церковь. Она получила имя в честь небесного покровителя храмоздателя - купца А.Н. Клочкова. В храме имелись иконы, выполненные московским изографом Сорокиным и воронежским художником, учеником И.Е. Репина А.А. Бучкури.

В Воронежском реальном училище преподавали известные деятели культуры: в 1878-1900 годах - писатель Г.И. Недетовский (1846 - 1922, литературный псевдоним - О. Забытый), изучавший историю края; в 1878-1891 годах - математик А.П. Киселев (1852 - 1940) - автор известных учебников «Арифметика» и «Алгебра», по которым изучали эти дисциплины несколько поколений школьников.

Здесь учились И.А. Иванов-Шиц (1865 - 1937), известный представитель архитектуры модерна, с 1890 года - городской архитектор Москвы; в 1880-1886 годах поэт Н.В. Корецкий (1869 - 19?), впоследствии редактор-издатель петербургских журналов «Просвещение» и «Жаворонок»; библиограф И.В. Владиславлев (Гульбинский, 1880 - 1962), издавший ряд новых по форме и характеру учебных пособий по библиографии; в конце 1890 года - начале 1900-х годов - историк-краевед М.И. Лызлов (1888 - 1943), после революции возглавивший бюро по истории партии Воронежской губернии.

В 1886 году училище окончил А.И. Шингарев (1869 - 1918) - видный общественно-политический деятель; в 1917 году - Н.В. Троицкий (1900 - 1984) - известный воронежский архитектор.

Во время войны здание училища было разрушено.

При восстановлении были надстроены два этажа с сохранением общей композиции здания и декора нижних этажей, были заменены перекрытия церкви и оштукатурены стены, имевшие прежде открытую кирпичную кладку.

Четырехэтажное здание обращено к улице протяженным восточным фасадом. С западной стороны к зданию примыкает двухэтажный объем церкви с полукруглым выступом апсиды. Три ризалита главного фасада здания завершены прямыми аттиками. Первый этаж рустован, фасад членят гладкие лопатки. Первоначальный двухэтажный объем на фасаде читается по окнам с лучковыми и арочными (в ризалитах) перемычками. Фасады здания церкви членятся междуэтажным карнизом и фризом с лежачими нишами, завершаются аттиками сложной формы. Центральная часть боковых фасадов церкви прорезана большими полуциркульными окнами во втором этаже и лучковыми, сгруппированными по два, в первом. В апсиде церкви - три полуциркульных окна с трехлепестковыми завершениями.

В настоящее время здание не используется.