Історія гімназії починається 31 березня 1836 року, коли в містечку Златопіль Чигиринського повіту Київської губернії було засновано чотирикласне дворянське училище.

Родина Лопухіних, що володіла Златополем, звернулась до правління Університету Святого Володимира з пропозицією заснувати в місті дворянське училище. Акт урочистого відкриття училища був виданий 28 серпня 1836 року. Для цієї події у Златопіль прибув керівник Київського учбового округу фон Братке. Перші три класи училища повністю відповідали трьом нижчим гімназійним класам, а четвертий був організований для тих людей, які б хотіли обмежитися меншою, ніж гімназійна, але закінченою освітою.


У жовтні 1863 року надійшов дозвіл Міністерства народної освіти перетворити четвертий клас училища в гімназичний клас з правом вступу до п'ятого класу гімназії без іспитів. Таким чином, за рівнем організації навчального процесу Златопільське дворянське училище отримує статус прогімназії.

1885 року Златопільське дворянське училище перетворене в класичну чоловічу гімназію. У зв'язку з цим на засіданні господарського комітету гімназії розглядається питання про можливість будівництва нового приміщення.

Будівництво нового корпусу гімназії велося з 1885 по 1891 рік на земельній ділянці, переданій у пожертву Лопухіними — власниками Златопільської садиби, на кошти Лазаря Бродського та Митрофана Цвіткова. Автором проекту вважається архітектор Чекмарьов (за іншими даними, Архипов). Відкриття будівлі відбулось 12 травня 1891 року.

У жовтні 1920 року Златопільська гімназія припинила своє існування. В 1924 році в її приміщенні почав діяти лікнеп, а ще через рік — школа № 1 імені Івана Франка.

Під час німецької окупації в роки Другої Світової війни в приміщенні було створено збірний табір молоді перед насильницьким вивезенням на працю в Німеччину.

У 1992 році Новомиргородська СШ № 1 перейшла в новозбудоване приміщення, а приміщення колишньої історичної Златопільської гімназії були передані під філіал кібернетико-технічного коледжу Кіровоградського інституту сільськогосподарського машинобудування, який проіснував лише один навчальний рік.

У 1993—1994 навчальному році коледж було реформовано в ліцей. За чотири роки з його стін було випущено 180 учнів, 163 з них стали студентами.

Будівля гімназії виконана у стилі еклектики з впливом ренесансної архітектури і являє собою архітектурну цінність як один із прикладів естетичного вирішення споруд навчальних закладів кінця XIX століття. В 1997 році вона була визнана пам'яткою архітектури та містобудування під реєстраційним № 213.

Починаючи з 1993 року Новомиргородською районною радою та райдержадміністрацією вживалися заходи для збереження приміщення Златопільської гімназії. З метою привернення уваги широкої громадськості і державних органів до справи врятування історичної пам'ятки, в 1996 році було проведено Всеукраїнську науково-практичну конференцію «Златопільська гімназія — минуле, сучасне, майбутнє». Щорічно перед державними органами піднімались питання про виділення цільових коштів на реєстрацію вказаного приміщення, однак державної допомоги досі так і не було надано.

Наразі приміщення перебуває в аварійному стані і з кожним роком все більше продовжує руйнуватись. Громадська організація «Відродження» проводить збір коштів на відбудову історичного приміщення.


Зараз Златопільська гімназія розміщена в пристосованому приміщенні поряд з історичною будівлею. Це середній навчальний заклад, що проводить набір учнів з 5-го класу. Наразі тут навчається 151 учень. Директор гімназії — Бирзул Віталій Леонідович.