Ліцей князя Безбородька був заснований як Гімназія вищих наук. Історія її відкриття пов’язана з іменами князя О.А.Безбородька, канцлера Катерини ІІ та його брата графа І.А.Безбородька. Незадовго до смерті вельможа О.А.Безбородько визначив велику суму грошей на будівництво притулків для престарілих та інвалідів. Задум брата почав втілювати в життя І.А.Безбородько.

19 липня 1805 р. граф І. Безбородько звернувся до імператора Олександра І з проханням дозволити будівництво нового вищого навчального закладу в Ніжині. Вирішальну роль у визначенні форми закладу й місця його спорудження відіграв його племінник – граф В.П.Кочубей, який рекомендував саме Ніжин. 25 липня 1805 р. сенат прийняв постанову про будування вищого навчального закладу в Ніжині.

Гімназію було зведено за проектом італійського архітектора Луїджі Руска ( 1805 – 1809 рр.) Ясність архітектурного мислення , вивірене відчуттям пропорцій і сміливість строгих класичних форм сприяли створенню витвору, уміло пов’язааною з навколишнім ландшафтом . У стильовому відношенні будівля відобразила риси класицизму кінця XIX ст. Центральна частина будинку була двоповерхова з портиком , що мав дванадцять колон і дванадцять східців. Із двох боків прилягали триповерхові крила. Будинок П-подібної форми мав між крилами зручне подвір’я. У 70-і роки XIX ст. під час перебудов над колонадою влаштували балкон і звели 3-й поверх , але це майже не змінило загального вигляду будівлі. На першому поверсі були розміщені апартаменти попечителя навчального закладу та квартира директора гімназії, в північному крилі – їдальня для гімназистів, а південному – церква. На другому – бібліотека, актовий зал із барельєфами засновників гімназії, анфіладно розташовані навчальні приміщення. На третьому поверсі з північного боку розмістилися спальні ліцеїстів, з південного - квартири викладачів.

Приміщення Гімназії споруджувалося 1808 – 1817 рр. силами кріпаків навколишніх сіл під керівництвом досвідченого будівничого Івана ( Джованні ) де Лукіні. Після смерті І.А.Безбородька у 1815 р. його справу продовжив онук – О.Г.Кушельов-Безбородько.

Гімназія вищих наук розпочала свою діяльність у 1820 році , адже створювалася « для освіти дітей бідних і неімущих дворян малоросійського краю і приготування їх на державну службу ». Директором призначили відомого вченого В.Г.Кукольник. За статусом гімназія посідала проміжне становище між університетами та губернськими гімназіями.

Термін навчання в гімназії встановлювався 9-річним і був розбитий на розряди за три класи в кожному. Випускники гімназії в залежності від успіхів у навчанні мали право на чин XII (для "кандидатів") або XIV (для "дійсних студентів") класів по « Табелі про ранги».

Предметами викладання були: закон Божий, стародавні мови, російська, німецька та французька мови, математика, історія і географія, словесність російська і стародавніх мов, філософія, право природне і народне, технологія з хімією, природна історія, державне господарство, фінансова наука, римське право з його історією, російське цивільне і кримінальне право і судочинство.

Серед випускників гімназії — доктор права П. Г. Редькін, письменники М. В. Гоголь, Н. В. Кукольник, Є. П. Гребінка, В. М. Забіла, О. С. Афанасьєв-Чужбинський, художник А. М. Мокрицький, громадський діяч В. В. Тарновський та ін.

Під час миколаївської реакції в 1827-1830 рр. відбулося слідство за «Справою про вільнодумство », унаслідок чого Гімназію було реорганізовано в Ніжинський фізико-математичний ліцей.