Počeci Kraljevske velike realke bili su u tzv. „Oberschule zu Rakovac" koja je od 1838. dobila četiri razreda s dva odjeljenja. Ministar prosvjete Leo Thun proveo je 1849. „Osnovu za organizaciju austrijskih gimnazija i realki", a ta je 1850. propisana i za hrvatske škole. U skladu s tim, planira se osnutak trorazredne realke.

Na Rakovcu je osnovana 1851./52., za upravitelja Johanna Januškovca, vezana s osnovnom školom, „mala" dvorazredna Realka. Godine 1863. Realka u Rakovcu dobiva treći razred i tako postaje „Kraljevska velika realka". Do godine 1865./66. dobiva šesti razred, a 1871. otvoren je i VII. razred. Na Realki je održan 1871./72. i prvi ispit zrelosti, pa otada njeni polaznici neće više morati polagati prijamni ispit na višim tehničkim školama.

Zaključak Hrvatskog sabora od 1861. određuje dvojaku svrhu realki: učenicima koji se žele posvetiti obrtu i trgovini daje se opće obrazovanje na popularan način „bez porabe klasičnih jezikah", a „onu mladež koja želi u više tehničke razrede polaziti treba da znanstvenim za ove struke pripravlja."

Prvotne prostorije Realke na Rakovcu postala je otvaranjem Kraljevske velike realke pretijesna i zato je za Realku već 1863. sagrađena nova zgrada iz krajiške imovne zaklade. U toj fazi je sagrađen samo njen prednji dio. Pred zgradom je bio uređen vrlo njegovani botanički vrt, a uz zgradu bio je i uređaj za metereološko mjerenje, enemometar je bio nabavljen čak iz Milana za 300 forinti. Na krovu Realke bila je astronomska promatračnica.

Njemački jezik vs. hrvatski jezik

U Kraljevskoj velikoj realki su još uvijek na snazi zakoni Krajine i još uvijek je nastavni jezik njemački, kao i u ostalim krajiškim školama. Jedino su od 1860. vjeronauk i povijest predavani na hrvatskom jeziku da bi odgojni efekt tih predmeta
bio veći.

Od 1868. hrvatski i njemački jezik postaju ravnopravni za što se živo zalagao tadašnji ravnatel Realke Šišman pl. Šoštarić Letovanički. Godine 1874. hrvatski će jezik biti proglašen nastavnim jezikom. No, ne za dugo! Barun Franjo Filipović, zapovjednik Hrvatske krajine, iako sam Hrvat, ponovno 1878. uvodi njemački jezik kao nastavni u krajiške škole za više od pola predmeta. To je bilo popraćeno ogorčenim, ali uzaludnim protestom hrvatske štampe. Tek odredbom zemaljske vlade 1886. ukida se njemački kao nastavni jezik.

Profesori

Kraljevska velika realka rezultatima rada nastavlja vrijednu tradiciju „Muster-Normal-Hauptschule zu Rakovac". Zaslužni su za to, prije svega, izvanredno dobri učitelji koji su od 1866. kao motivaciju za svoj rad dobili titulu profesora i plaću izjednačenu s onom u civilnoj Hrvatskoj.

Šišman pl. Šoštarić Letovanički - predaje gospodarstvo i prirodopis
Martin Sekulić - profesor strojarstva i aritmetike, a istovremeno i čuvar fizikalnog kabineta u kome se Nikola Tesla upoznavao sa zakonima fizike.
dr. Peter Tomić - profesor zemljopisa i povijesti, aktivan u kulturnom životu Karlovca

Franjo Valla - dugogodišnji profesor, pisac i prevodilac mnogih povijesnih djela iz Francuske revolucije

Gimnastika

U nastavni program uvedena je i gimnastika o kojoj su se na saborskim sjednicama 1861. čula najkontroverznija mišljenja. Uz starovjerne stavove, prema kojima se tjelesnim vježbama „ugrožava moral mladeži", čuju se i živa zalaganja za taj predmet argumentirana latinskom rečenicom „mens sana in corpore sano". Karlovčanin Franjo Žuželj, svećenik po zvanju, izjavljuje da gimnastika nije ludorija jer „njom se može i život spasiti".

Augustin Löffler, profesor matematike i fizike, predavač je i gimnastike. On je osnovao iza zgrade „gombalište" gdje su se održavale i javne gimnastičke priredbe. Kako doznajemo iz jednog arhivskog dokumenta, još 1877. gimnastika se vršila samo u proljetnim i ljetnim mjesecima jer zimskog „gombališta" nije bilo. Löffler je za taj predmet napisao i priručnik po češkom sistemu tjelovježbe. Doista je obavio pionirski posao uvođenjem gimnastike u Kraljevsku veliku realku.

Izložbe

Svoj je uspjeh Realka dokazala i na zemaljskoj izložbi u Zagrebu 1864. gdje je za izložene radove dobila bakrenu kolajnu, a bila je odlikovana i na svjetskoj izložbi 1873. u Beču. Vrlo pohvalno piše o njoj i Franjo Valla tvrdeći da je taj zavod „ako ne prvi, a to sigurno među prvima od svojih drugova".

Nikola Tesla

Slavu Kraljevske velike realke svijetom je pronio Nikola Tesla koji je u njoj maturirao 1872./73. i posvetio se „telefonskoj struci", kako navodi njegov ujak Mandić u molbi kojom traži duplikat svjedodžbe. Uz ime Nikole Tesle u Izvještaju za školsku godinu 1872./73. stoji pribilježeno kao struka kojoj će se posvetiti „telefonist".

Školska zbirka

Franjo Valla donosi i popis inventara školskih zbirki koje su tako bogate da su brojevi sprava, nastavnih sredstava i knjiga učiteljske i učeničke knjižnice naprosto impozantni. Učiteljska knjižnica 1881./82. ima 2022 sveska, a učenička 1638 svezaka. Fizikalni kabinet imao je 277 aparata i 25 sprava. U prirodopisnoj zbirci bilo je u zoologiji 2270 inventarskih brojeva, a u botanici 1050. Mineralogija i geologija brojila je 3910 primjeraka, 20 sprava i 125 slika. Kemijski kabinet ima 111 aparata i 87 sprava. U zbirci za prostoručno crtanje bilo je 1500 predložaka i 201 model. „Mislim da ovi brojevi ne trebaju daljnjeg komentara", kaže profesor Valla.

Broj učenika

Broj učenika iz godine u godinu je rastao pa se u deset godina - od 1864. do 1874. - povećao od 106 na 201 učenika, većinom Krajišnika.

Interesantno je to da u narednih desetak godina broj polaznika Realke opet naglo opada i u školskoj godini 1878./79. Realka ima samo 119 učenika. Ta kriza Realke ima više uzroka, a jedan od njih je i ekonomska kriza mladog austrijskog kapitala koja je pogodila i naše zemlje. Sveučilište, za koje je pripremala jedino gimnazija, davalo je prednost gimnaziji pred realkom. Na Filozofskom fakultetu u Zagrebu polaznici realke moći će upisati samo matematiku. S Realke se moglo otići na studij na više tehničke škole koje su postojale u Grazu, Beču i u drugim gradovima Monarhije. Zbog svih navedenih razloga broj učenika u Realki je opadao, a u karlovačkoj Gimnaziji se povećavao.