Και κατά το έτος 1950-1951 το ζήτημα της επάρκειας των αιθουσών διευθετήθηκε. Οι ενδιαφερόμενοι γονείς των μαθητών από το προηγούμενο έτος είχαν προτείνει να προσθέσουν με έξοδά τους και τέταρτο όροφο στο οικοδόμημα του Α΄ και Γ΄ Δημοτικού Σχολείου για χάρη των παιδιών τους. Οι μηχανικοί του Υπουργείου απεφάνθησαν ότι δύο μόνο αίθουσες επέτρεπε το κτήριο και πράγματι κατά το διάστημα του καλοκαιριού και του φθινοπώρου με τη συνεισφορά των γονέων κτίσθηκαν, με δαπάνη 52.000.000 δρχ., οι δύο αυτές νέες αίθουσες, εκατέρωθεν της σκάλας. Ο χώρος δίπλα στις αίθουσες διαμορφώθηκε σε δύο ταράτσες, ώστε να μην είναι αναγκασμένοι οι μαθητές να κατεβαίνουν κάθε τόσο από τα ύψη εκείνα στην αυλή, για να κάνουν διάλειμμα. Έτσι από 1ης Ιανουαρίου 1951 λύθηκε το ζήτημα της επάρκειας του χώρου. Στις δύο αυτές αίθουσες φοιτούσαν κατά τις προ μεσημβρίας ώρες δύο τμήματα της Γ΄ (Α΄ τάξης) για δε τα υπόλοιπα τμήματα και για τους φοιτώντες στο Διδασκαλείο το Σχολείο διέθετε, κατά τις μετά μεσημβρίας ώρες, 14 αίθουσες, όσες ακριβώς χρειαζόταν. Έτσι, όλες οι τάξεις λειτουργούσαν κανονικά με πλήρεις τις ώρες της διδασκαλίας.
Στις 27 Ιουνίου ο διευθυντής της Σχολής ανακοίνωσε τα αποτελέσματα του πρώτου μεταπολεμικού πανελλήνιου διαγωνισμού στα μαθηματικά μεταξύ των τελειοφοίτων των Κλασσικών Γυμνασίων και των Πρακτικών Λυκείων, ο οποίος είχε διενεργηθεί από την Ελληνική Μαθηματική Εταιρεία. Ο ενθουσιασμός των μαθητών ήταν πολύ μεγάλος, διότι από τόσους διαγωνισθέντες το Α΄ Βραβείο (500.000 δρχ.) το είχε λάβει μαθητής της Η΄ Πρακτικού της Σχολής, άλλοι δε δύο συμμαθητές του είχαν λάβει έπαινο. Ακολούθως, ο διευθυντής ανακοίνωσε τα ονόματα άλλων τεσσάρων μαθητών, οι οποίοι είχαν χαρίσει στη Βαρβάκειο Σχολή τέσσερεις πρώτες νίκες κατά τους γενομένους το 1950-1951 περιφερειακούς σχολικούς αγώνες.
Το κτήριο ήταν ακατάλληλο καθώς δεν είχε ούτε εργαστήριο Φυσικής ούτε αίθουσα ιδιαίτερη για τη Χημεία ούτε τα αναγκαία όργανα για τα σχετικά πειράματα, γιατί δεν είχε και τόπο να τα φυλάξει. Η βιβλιοθήκη για τους καθηγητές, η οποία σιγά σιγά άρχισε να σχηματίζεται, συνθλιβόταν στο Γραφείο του Σχολείου μεταξύ ερμαρίων που περιείχαν τα αρχεία της Σχολής, των γραφείων των Διευθυντών και των καθισμάτων των καθηγητών. Βιβλιοθήκες μαθητικές μέσα στις τάξεις δεν ήταν δυνατό να οργανωθούν, γιατί το μεν πρωί εργαζόταν σε αυτές τα δημοτικά σχολεία, το βράδυ δε μετά τη Βαρβάκειο Σχολή, από τις 7-10.30 μ.μ., ερχόταν το Νυκτερινό Γυμνάσιο της Χριστιανικής Ενώσεως και η Επαγγελματική Σχολή των Γυναικών Υπαλλήλων, ακόμα και μερικοί ιδιώτες καθηγητές που δίδασκαν ξένες γλώσσες κατόπιν εγκρίσεως του Υπουργείου. Όλα αυτά με έκθεσή του τα ανέφερε στο Υπουργείο ο Διευθυντής του Διδασκαλείου επαναλαμβάνοντας για πολλοστή φορά ότι είναι ανάγκη να εξευρεθεί το ταχύτερο δυνατό διδακτήριο κατάλληλο για το Σχολείο «το οποίο αφ’ ενός μεν έχει μακροχρόνια λαμπρή παράδοση, συγχρόνως δε επιτελεί τόσο σπουδαία ειδική αποστολή, της επιστημονικής και παιδαγωγικής μορφώσεως των καθηγητών όλης της Ελλάδος».
Το Σχολείο, μολονότι εργαζόταν κάτω από τέτοιες συνθήκες, διαρκώς ενίσχυε την παλαιά του φήμη. Αυτοί που ζητούσαν να έρθουν σε αυτό διαρκώς αυξάνονταν. Από το 1953-1954 η Σχολή λειτουργούσε με τρία τμήματα από 40 μαθητές σε κάθε μία τάξη. Η προτίμηση των παιδιών είναι πάντοτε προς τις πρακτικές επιστήμες κι έτσι από τα τρία τμήματα των δύο τελευταίων τάξεων τα δύο είναι πάντοτε Πρακτικής Κατευθύνσεως.
Για την καλύτερη διοίκηση του πλήθους των μαθητών δημιουργήθηκε το 1955 και τρίτη θέση διευθυντού, ο οποίος ορίσθηκε να είναι μαθηματικός ή φυσικός. Η κατ’ έτος αύξηση των τμημάτων επανέφερε το πρόβλημα της έλλειψης αιθουσών, το οποίο εντάθηκε, επειδή πολλοί από τους νεοδιοριζόμενους καθηγητές, λόγω του σάλου των πολεμικών ετών, δεν ήσαν στην επιστήμη τους επαρκώς καταρτισμένοι. Για το λόγο αυτό αυξήθηκε από το 1951-1952 ο χρόνος της φοίτησης των δοκίμων εις το Διδασκαλείο από ένα έτος σε δύο, για να συμπληρώνουν τις γνώσεις τους στα Ελληνικά, τα Λατινικά, τα Ανώτερα Μαθηματικά και τα Φυσικά και σε άλλα μαθήματα (όπως τη Βιολογία, τη Φιλοσοφία, την Ιστορία, την Αγωγή του Πολίτη, την Πολιτική Οικονομία, τον Επαγγελματικό Προσανατολισμό, τα Αγγλικά κ.ά.), τα οποία δεν άκουσαν στο Πανεπιστήμιο. Έτσι χρειάσθηκε άλλη μια αίθουσα για τους φοιτώντες στο Διδασκαλείο.
Η Σχολή βρέθηκε στην ανάγκη να εφαρμόσει και πάλι το σύστημα του «ρεπό» για κάποιο χρόνο. Αλλά η χαρά και η υπερηφάνεια των γονέων, γιατί τα παιδιά τους φοιτούσαν στη Βαρβάκειο Σχολή ήταν τέτοια, ώστε προθυμοποιήθηκαν και πάλι να συνεισφέρουν για την οικοδομή και νέων αιθουσών στον χώρο του σχολείου. Έτσι, με συνεισφορά των γονέων κτίσθηκε το καλοκαίρι του 1952 στην αυλή, απέναντι από τη σκάλα, στη θέση όπου υπήρχε παλαιά αποθήκη, μία αίθουσα διδασκαλίας, το επόμενο καλοκαίρι προστέθηκε παραπλεύρως κι άλλη, που έφτανε ως την οδό Σουλτάνη, το επόμενο καλοκαίρι άλλη πάνω από την πρώτη και τέλος τέταρτη πάνω από τη δεύτερη. Έτσι, το Σχολείο απέκτησε βαθμηδόν ένα διώροφο επίμηκες πρόσθετο κτίσμα απέναντι από τη σκάλα. Αυτό στον επάνω όροφο περιέλαβε δύο αίθουσες διδασκαλίας, στον δε κάτω, άλλα δύο δωμάτια από τα οποία στο ένα, αυτό προς την αυλή, εγκαταστάθηκε το Γραφείο των καθηγητών και στη συνέχειά του το Γραφείο της Διεύθυνσης, το δε άλλο χρησιμοποιήθηκε ως Εργαστήριο Χημείας και Φυσικής, όπου διδάσκονταν τα μαθήματα αυτά οι μαθητές όλων των τάξεων του σχολείου και όπου ειδικός παλαιός καθηγητής της Σχολής δίδασκε από το 1958 τον τρόπο παρασκευής των κυριοτέρων πειραμάτων στους φοιτώντες φυσικούς στο Διδασκαλείο. Κατ’ αυτόν τον τρόπο διευθετήθηκε πάλι το νέο πρόβλημα ελλείψεως χώρου, γιατί η Σχολή χρειαζόταν για μεν τους μαθητές αίθουσες 18, για δε τους καθηγητές του Διδασκαλείου 2. Με το νέο οικοδόμημα διέθετε το μεν πρωί αίθουσες 4 (2 του 4ου ορόφου, δύο του νέου οικοδομήματος), το δε απόγευμα 16, εκτός του εργαστηρίου της Χημείας και της Φυσικής.
Στις 12 Απριλίου 1952 ιδρύθηκε ο Σύλλογος των Αποφοίτων του Βαρβακείου Πρακτικού Λυκείου, του παλαιού Προτύπου Κλασσικού Γυμνασίου και της Βαρβακείου Προτύπου Σχολής. Είκοσι παλαιοί μαθητές που συγκεντρώθηκαν στο γραφείο της Σχολής ψήφισαν το Καταστατικό και εξέλεξαν προσωρινό εννεαμελές Συμβούλιο. Μεταξύ των σκοπών του Συλλόγου ανεγράφησαν η καλλιέργεια σχέσεων, πνευματικής επικοινωνίας και αλληλεγγύης μεταξύ των μελών και της Σχολής, η οποία τους εξέθρεψε και η ενίσχυση του έργου των Προτύπων Σχολείων, ιδιαιτέρως δε η φροντίδα για την ανέγερση κατάλληλου διδακτηρίου.
Μέγα βήμα για την οριστική λύση του ζητήματος του Διδακτηρίου και την εκ τούτου εξόρμηση προς νέα πρόοδο του Σχολείου επιτελέσθηκε κατά το καλοκαίρι του 1953. Ο Διευθυντής του Διδασκαλείου Μέσης Εκπαιδεύσεως και Γενικός Γραμματέας του Υπουργείου Παιδείας Κων/νος Γεωργούλης εισηγήθηκε στον Υπουργό της Παιδείας και η Νομοθετική Επιτροπεία της Βουλής ψήφισε το υπ. Αρθ. 2562 Νομοθετικό Διάταγμα της 31-8-1953 «περί συστάσεως Βαρβακείου Ιδρύματος». Στο Ίδρυμα τούτο περιήλθε η υπάρχουσα κινητή περιουσία του κληροδοτήματος Βαρβάκη (μετοχές κ.ά.), την οποία διαχειριζόταν έως τότε το Υπουργείο Οικονομικών, και το κτήριο της Αγοράς με την περιοχή του, με σκοπό «να ιδρυθεί Νέον Εκπαιδευτήριον της Βαρβακείου Προτύπου Σχολής και του Διδασκαλείου της Μέσης Εκπαιδεύσεως, όπως και άλλων Σχολών προς εκπαίδευση των νέων και τη χορήγηση υποτροφιών σε απόρους νέους».
Με τα άρθρα 6 και 7 του Ν.Δ. επετράπη η κατεδάφιση του ερειπωμένου Βαρβακείου, η επ’ αυτού ανέγερση νέων σύγχρονων κτηρίων και η εκμετάλλευση αυτών, ώστε με τους πόρους τους να αγορασθούν κατάλληλα οικόπεδα στην περιοχή των Αθηνών και να ανεγερθούν επί αυτών νέα σύγχρονα διδακτήρια της Βαρβακείου Προτύπου Σχολής και του Διδασκαλείου της Μέσης Εκπαιδεύσεως ή παραρτημάτων αυτών και να δημιουργηθούν υποτροφίες απόρων νέων για σπουδές στη Μέση και Ανωτάτη Εκπαίδευση καθώς και στην ειδική Ναυτική Εκπαίδευση τεσσάρων, τουλάχιστον, υποτρόφων καταγόμενων από την πατρίδα του Ιωάννη Βαρβάκη, τα Ψαρά.
Το Συμβούλιο, αφού συγκροτήθηκε, ανέθεσε στον παλαιό μαθητή του Βαρβακείου αρχιτέκτονα Β. Κασσάνδρα, ο οποίος και παλαιότερα είχε ασχοληθεί με το θέμα αυτό, να συντάξει μελέτη και σχέδια οικοδομήματος για εμπορική εκμετάλλευση επί του χώρου του Βαρβακείου. Στο μεταξύ, κατά παράκληση του Διευθυντή του Διδασκαλείου Μέσης Εκπαιδεύσεως, ερευνήθηκαν οι φάκελοι των Δημοσίων Κτημάτων, με την ελπίδα ότι θα ήταν δυνατό να βρεθεί μεταξύ αυτών κατάλληλο γήπεδο για την ανέγερση του νέου Βαρβακείου, ώστε να μην υποστεί το Βαρβάκειον Ίδρυμα τη δαπάνη της αγοράς αυτού. Και πράγματι βρέθηκε τέτοιο σε ωραία θέση, στην περιοχή του Ψυχικού, κοντά στο Γηροκομείο, 13 στρεμμάτων. Αυτό, κατόπιν εισηγήσεως του Κων/νου Βερναρδή, Διευθυντή των Δημοσίων Κτημάτων του Υπουργείου Οικονομικών, ο οποίος από του 1956 μετείχε των συνεδριάσεων του Διοικητικού Συμβουλίου του Βαρβακείου Ιδρύματος ως Κυβερνητικός Επίτροπος, ευγενώς παραχώρησε το Δημόσιον στο Ίδρυμα στις 17η Ιουλίου 1957 με την υπ. αρ. 1368 Απόφαση του Υπουργικού Συμβουλίου. Ο Ψαριανός μεγαλοβιομήχανος, άλλοτε βουλευτής και γερουσιαστής και υπουργός Ανδρέας Χατζηκυριάκος ανέλαβε τη δαπάνη της περίφραξης του οικοπέδου και εξέφρασε την επιθυμία να ολοκληρωθεί το οικόπεδο με την προσθήκη και άλλων 7 στρεμμάτων, προσκειμένων σε αυτό, τα οποία ανήκαν στην Εταιρεία Κέκροπος-Λαψύ.
Ο αρχιτέκτων Β. Κασσάνδρας ετοίμασε εγκαίρως τα σχέδια για την οικοδομή του μεγαλοπρεπούς οικοδομήματος στον χώρο της όλης εκτάσεως του Βαρβακείου, ώστε με τους πόρους από αυτό να αρχίσει πολύ γρήγορα η οικοδομή του Νέου Διδακτηρίου στο Ψυχικό και άλλων Βαρβακείων σε άλλες τοποθεσίες των Αθηνών ή και σε άλλες πόλεις. Αλλά, δυστυχώς, μολονότι το Κεντρικόν Συμβούλιον Κληροδοτημάτων στο Υπουργείο Οικονομικών ενέκρινε την ανέγερση του κτηρίου (η απόφαση υπεγράφη και από τους δύο υπουργούς), η Διεύθυνση Οικισμού του Υπουργείου Δημοσίων Έργων άρχισε να αμφισβητεί την κυριότητα του Βαρβακείου Ιδρύματος επί της όλης έκτασης του Βαρβακείου της Αγοράς. Γι’ αυτό το Ίδρυμα αναγκάσθηκε να προσφύγει στο Συμβούλιο της Επικρατείας για τη λύση της διαφοράς.
Η έλλειψη χρημάτων οδήγησε αντί οκταωρόφου οικοδομήματος στην αγορά να οικοδομηθεί ένας όροφος με το ισόγειο και το υπόγειο. Το παλαιό Βαρβάκειο κατεδαφίστηκε, αφού ελήφθη πρόνοια να μεταφερθεί σε τεμάχια στο οικόπεδο στο Ψυχικό το ωραίο Πρόπυλο, για να χρησιμοποιηθεί σε ανάμνηση του παλαιού Βαρβακείου στο νέο διδακτήριο.
Μετά από πολλές περιπέτειες και αναβολές κατορθώθηκε να αρχίσει η οικοδομή την 1η Απριλίου 1959. Τον θεμέλιο λίθο τον έθεσε ο υπουργός Παιδείας κ. Βογιατζής. Σε σεμνή τελετή, στην οποία είχαν προσκληθεί πολλοί μαθητές του Σχολείου, έγινε η σχετική εκκλησιαστική ακολουθία, της οποίας τα τροπάρια έψαλλε η χορωδία των μαθητών της Σχολής, ακολούθησαν ομιλία του Διευθυντού του Διδασκαλείου Κ. Γεωργούλη και κατόπιν μίλησε και ο υπουργός εξαίροντας τις ευεργεσίες προς το Έθνος του Ιωάννη Βαρβάκη και τις παρασχεθείσες στην ανάπτυξη της παιδείας υπηρεσίες του Σχολείου για 84 ολόκληρα έτη.