Das Gebäude der der Karl-Volkmar-Stoy-Schule, 1892 als neue Bürgerschule und erste Jenaer Stadtschule gebaut, steht in der langen Tradition der Jenaer Bürgerschule deren Spur bis Mitte des 13. Jahrhunderts zurückweist.
Die Schule wurde nach Plänen des Jenaer Architekten Ludwig Hirsch (1856 – 1942) unter Leitung des Stadtbaumeisters von Jena, Regierungs-Bauführer Paul Cosack (1852 – 1913), auf dem Gelände der ehemaligen Johann-Friedrich-Schule erbaut und am 17. Oktober 1892 eingeweiht. Den Architekten leitete die Überzeugung, „dass gerade die äussere Form des Schulhauses geeignet sein soll, durch monumentale Würde das Kind in eine weihevolle und ehrfurchtgebietende Stimmung zu versetzen.“
Hirsch realisierte ein symmetrisches, dreigeschossiges Hauptgebäude mit vorspringendem Mittelbau und kurzen Quergebäuden. Im Mittelbau befindet sich, flankiert von Treppenhäusern und kleinen Räumen ein großer, repräsentativer Saal. Ein ebenfalls symmetrisch angeordneter, eingeschossiger Komplex mit Turnhalle, den dazu gehörigen Räumen und zwei getrennten Toilettenanlagen schließt südlich an das Hauptgebäude an. Mit Baukosten von 350.000 M galt die Schule seinerzeit als Musterbau „der weit und breit kaum seinesgleichen finden dürfte“. Der Architekt lehnte sich mit dem Fassadenaufbau an eine barocke Gestaltung an, nahm aber in architektonischen Details vor allem Elemente der Renaissance, z.. B. Fensterverdachungen mit Muscheln, Voluten auf. Eine klare horizontale Gliederung, der Rhytmus der vorspringenden Bauteile (Risalite) und die Anordnung der Fenster sind kennzeichnend für dieses Bauwerk.
Neben der architektonischen Schönheit eines kommunalen Bauwerks des ausgehenden 19. Jahrhunderts steht die besondere Wirkung der Stoyschule für das Jenaer Stadtbild. Von verschiedenen Richtungen schon von Weitem sichtbar, bildet das Gebäude den südöstlichen Eingang zum Stadtzentrum.