Crée par la Convention en 1794, l’École s’installe définitivement au 45 de la rue d’Ulm, en 1847. Pépinière d’enseignants, elle va s’orienter vers la recherche, avec le chimiste Henri Sainte-Claire Deville (1851) et, surtout, sous la direction de Pasteur (de 1857 à 1867). Parmi bien d’autres anciens élèves, citons les mathématiciens Émile Borel et Paul Painlevé, les physiciens Paul Langevin et Jean Perrin, le sociologue Émile Durkheim ou le géographe Paul Vidal de la Blache.
Symbolisant la mise en place d’une politique de la science tant attendue, les bâtiments de la rue Lhomond à la rue Érasme sont inaugurés par le président de la République Albert Lebrun, ancien polytechnicien, et le Président du Conseil Léon Blum, ancien normalien.
Dans ces laboratoires, s’illustreront, en particulier au département de Physique, Yves Rocard et Alfred Kastler (Prix Nobel 1964). PLUS