През първата половина на XIX вeк Стара Загора е била значителен център на знанията и търговията. Нейното будно, трудолюбиво население бързо възприемало новото, участвало най-активно в разностранните възрожденски процеси. В града съществували четири християнски православни храма – “Свети Никола”, “Свети Димитър”, “Света Троица” и “Успение на Света Богородица”. Те крепели жив българския дух, християнската вяра и традиции.

Всяка църква поддържала килийно училище. Там се изучавали четене, писане и малко смятане. За учебници се използвали предимно църковни книги. Учители били местни свещенници. Такова килийно училище имало и към църквата “Свети Никола”. Будните деца на старозагорските занаятчии и търговци изучавали четмо и писмо и били възпитавани в родолюбие и християнски добродетели.
Съзнавайки огромната роля на църквите и училищата, старозагорци, както и всички българи, с доброволни пожертвования поддържали най-важните опори на българщината през вековете. Напредъкът на занаятите и търговията обаче изисквали повече знания и то преди всичко от светски, практически характер.

През 1841 г. възникнало елинско (гръцко) светско училище.  То давало широки светски знания, добра подготовка на своите ученици. В същото време заплашвало формиращото се българско национално съзнание с гръцки език и силното гръцко културно влияние. Осъзнали тази опасност, хаджи Господин Славов, Андон Митов, Иван Стоянов, макар и възпитаници на елинското училище, станали най-горещи привърженици на идеята да се създаде българско светско училище в Стара Загора. През 1835 г. такова училище било открито в Габрово с учител Неофит Рилски. Примерът на предприемчивите габровци бил възприет от видните старозагорци хаджи Господин Славов, Александър Екзарх и др. Те се спрели на учителя Атанас Иванов, който наскоро се завърнал от учение и бил подготвен да въведе взаимоучителния метод в преподаването.

Така на 1 март 1841 г. даскал Атанас Иванов открива първото взаимно новобългарско светско училище в Стара Загора. То се помещава в сградата на килийното училище към църквата “Свети Никола”. Заслугите на храма за откриването му били оценени по достойнство и то съвсем естествено било наречено Светиниколско. Църквата поддържала училището със средства, набрани чрез дарителство. Постепенно Светиниколското училище се утвърдило като водещо в Стара Загора и дало значителен принос за съграждането на националната просвета.

През 1850 г. била построена специална двуетажна сграда за нуждите на Светиниколското училище. В нейното изграждане със средства и труд участвали еснафските организации, отделни дарители, а църквата “Свети Никола” дала 90 000 гроша. От 1850 г. Светиниколското училище станало класно. Например в първи клас през 1863 г. се изучавали: Нов завет и свещена история, землеописание, краснописание, кратка числителница и др. Славата му на добре поддържано и уредено училище привличала будните и любознателни българчета от съседните селища - Чирпан, Нова Загора, Казанлък и др.

Постепенно Светиниколското училище се утвърдило като крупен просветен център за Южна България. В него учили Васил Левски - Апостола на свободата, председателят на Старозагорския революционен комитет Кольо Ганчев и мъчениците на Старозагорското въстание от 1875 г. братята Михаил и Георги Жекови. В бурните 1876 г. и 1877 г. в него бил учител Петко Рачов Славейков.

През всичките тези години се поддържала здрава духовна връзка между храма “Свети Никола” и едноименното училище, които ръка за ръка работели за общонародната идея. През лятото на 1877 г. Светиниколското училище споделило тъжната участ на Стара Загора – градът бил превърнат в руини, а жителите му избити или прокудени. След повторното освобождаване на града през януари 1878 г. оцелелите старозагорци започнали да се връщат в родното огнище, превърнато в пепелище. Постепенно животът започнал да се възражда. С труда и средствата на изстрадалите старозагорци била построена нова сграда на Светиниколското училище. В нея поколения старозагорски деца учили до 1966 г., когато тя била разрушена и на нейното място издигната съвременната сграда на училището днес.

До 1991 г. училището носи името “Атанас Генчев”, а от 1994 г. се връща старото име на училището “Свети Никола”, което е преди всичко символ на уважението към създателите, историята и традициите на древна Стара Загора.