A favore di uno sviluppo dell’istruzione tecnico-scientifica, indicata come “una delle principali fonti di progresso”, si esprimono sia i gruppi imprenditoriali più consapevoli delle esigenze della nuova agricoltura e delle attività manifatturiere in fase di crescita, sia gli intellettuali e gli economisti impegnati nel promuovere il processo di modernizzazione del Paese. Con la fondazione del Politecnico, esso diviene il fulcro di tutte le iniziative formative e divulgative in ambito tecnico-scientifico, il centro propulsore della ricerca applicata e il luogo di sperimentazione e di prove per conto terzi al quale ricorrono gli imprenditori.
Il 29 novembre 1863 Francesco Brioschi già rettore dell’Università di Pavia e segretario generale del Ministero della Pubblica Istruzione, nel suo ruolo di presidente del Consiglio direttivo dell’Accademia Scientifico-Letteraria e di fondatore e direttore dell’Istituto Tecnico Superiore (futuro Politecnico di Milano), inaugura i due atenei sottolineandone gli “scopi comuni e speciali” e la loro rispondenza ai “bisogni intellettuali e materiali del paese”. L’Istituto Tecnico Superiore si ispira al modello dei politecnici di area tedesca e svizzera e promuove una cultura tecnico scientifica focalizzata sulla specializzazione e in grado di contribuire allo sviluppo del Paese. Inizialmente limitato al triennio di applicazione e ai due indirizzi in Ingegneria Civile e Industriale, l’Istituto nel 1865, per iniziativa di Camillo Boito e attraverso l’interazione con l’Accademia di Belle Arti di Brera, si arricchisce della Scuola per Architetti e nel 1875 si completa con la Scuola preparatoria biennale.
Inizialmente l’Istituto Tecnico Superiore è ospitato nel Collegio Elvetico in via Senato, attualmente sede dell’Archivio di Stato e per l’attività didattica si avvale delle collezioni tecnico-scientifiche di altri centri formativi e di ricerca lombardi con i quali instaura una simbiotica collaborazione. I contatti più duraturi si instaurano con la Società d’Incoraggiamento d’Arti e Mestieri che in un primo momento mette a disposizione i propri laboratori per lezioni ed esercitazioni, ma nei primi anni del Novecento promuove forme di collaborazione più intense che portano alla creazione della Scuola Laboratorio di Elettrotecnica per Operai (SLEO) frequentata, durante il giorno dagli allievi ingegneri e di sera dagli operai. Dopo i primi due anni di funzionamento, l’Istituto trova collocazione e viene trasferito nel palazzo della Canonica, in piazza Cavour. Nel 1913 viene stipulata una convenzione tra lo Stato, il Comune e la Camera di Commercio di Milano, con il concorso della Cassa di Risparmio delle Provincie Lombarde, per decentrare e per accorpare in un unico luogo gli istituti di istruzione superiore sparsi per la città. La scelta dell’ubicazione cade sull’area periferica delle Cascine Doppie di Lambrate, dove nel 1927, a lavori ultimati, dopo l’interruzione dovuta alla guerra, il Politecnico si trasferisce, nel complesso che ancora oggi è la sua sede centrale. Nel 1934 viene attivata la Facoltà di Architettura, ne è fautore e primo preside Gaetano Moretti, mentre nel 1937 l’Ateneo assume ufficialmente la denominazione di Regio Politecnico di Milano. Su progetto di un gruppo di architetti, tra i quali Giò Ponti, si realizza la sede della Facoltà di Architettura, ampliata in seguito (1982-86) verso la via Ampère con un edificio progettato da Vittoriano Viganò