Դեռևս 1815 թվականից Թիֆլիսում Վանքի տաճարի տարածքում գործել է հայկական դպրոց՝ տեղի թեմի կողմից հովանավորվող, որտեղ սովորում էր շուրջ 20 աշակերտ։ 1824 թվականին այդ օրերին Վրաստանի հայոց թեմի առաջնորդ Ներսես Աշտարակեցու նախաձեռնությամբ ու ջանքերով հիմնադրվել է ապագայում Ներսիսյան անունը ստացած դպրոցը[1]՝ այն օրերին Վանքի փողոցում (այժմ Անտոնելի փողոց)։ 19-րդ դարում դպրոցը ունեցել է երկու շենք։ Ըստ Ալեքսանդր Երիցյանի՝ առաջին շենքը կառուցվել է Վանքի պարիսպների դիմացը՝ հյուսիսի-արևմտյան կողմում՝ հին գերեզմանոցի տեղում՝ հավանաբար Բոլշայա Վանքսկայա (այժմ՝ Ատոնելի փողոց) և Կուրնայա փողոցների հատման տեղում։ Երկրորդ շենքը Բառոնսկայա փողոցի վրա է եղել (այժմ Անտոն Փուրցելաձե փողոց)։ Շինության նախագծի հեղինակը եղել է պետերբուրգցի ճարտարապետ Լազարևը։ Ի սկզբանե բացի հոգևոր կրթությունից, ուսուցանում էին նաև աշխարհիկ գիտություններ։ Սակայն 1837 թվականին ցարական իշխանությունների պնդմամբ այն վերափոխվում է Վրաստանի հայոց թեմի արական հոգևոր ճեմարանի[2]։
1899-1900 ուսումնական տարվա սկզբին դպրոցում կար 601 աշակերտ, 6 հիմնական ու 3 նախապատրաստական դասարան։ Վերջիններիս մի մասը ունեին զուգընթաց բաժանմունքներ, որոնց հետ միասին դպրոցում գործում էր 15 դասարան։ Աշակերտների մոտ 65%-ը Թիֆլիսի նահանգից էին։ Մնացածը եկել էին Երևանից, Գանձակից, Քութայիսիից, Բաքվից, Կարսից, Հյուսիսային Կովկասից, Ղրիմից ու Բեսարաբիայից, Թուրքիայից ու Պարսկաստանից։ Դասերից հետո կազմակերպվել են գրական երեկոներ, աշակերտական ներկայացումներ` «Մեծապատիվ մուրացկաններ», «200,000՝ Մադոյի կտակը» և «Ճարահատյալ դերասան»։ Կրթսեր աշակերտները կազմակերպել են ներկայացում մոգական լապտերներով։ Դպրոցում աջակցել են չքավոր աշակերտների, ապահովել նրանց կրթաթոշակով, սնունդով, գրքերով, շորերով ու դեղերով։ Այդ տարի դպրոցին պատկանել մի շարք անշարժ գույք, կրպակներ ու հողակտորներ՝ ընդհանուր առմամբ մոտ 60,000 ռուբլի արժողությամբ[3]։