Miután 1683-ban Esztergom végleg felszabadult a török uralom alól, Széchényi György esztergomi érsek alapítványt hozott létre, hogy a városban jezsuita gimnáziumot alapítson. Ebből a pénzből épült a Vízivárosi plébániatemplom melletti rendház és gimnázium. Az épület alapjaira épült később a prímási palota.
Az építkezés befejeztével az iskola 1696-ban nyitotta meg kapuit két osztállyal. Harmadik osztályt csak 1729-ben indítottak. Az iskola kezdetben csupán 3-4 tagú tanári testülettel működött. A tanítás a Rákóczi-szabadságharc ideje alatt szünetelt, és csak 1715-ben indult újra. Miután XIV. Kelemen pápa 1773-ban feloszlatta a rendet, a gimnáziumot átvették a ferencesek,pálosok, a volt jezsuiták és a nem szerzetes papok. 1775-ben Mária Terézia rendeletének értelmében átszervezték a középiskolai oktatást. Ettől kezdve a három grammatikai osztályra egy poétikai és egy retorikai osztály épült. A gimnázium tanárai a nagyszombati egyetem diákjai közül kerültek ki. Az iskola először 1778-ban költözött a mai városháza melletti Bottyán János utcai épületbe.
Miután 1786-ban II. József eltörölte a szerzetesrendek többségét, a tanítást civil tanárok vették át egészen 1802-ig, amikor összesen 41 bencés szerzetes térhetett vissza a rendelet eltörlésével. A személyi állomány folyamatosan növekedett, ami gyakran az oktatás minőségére ment. Az iskola 1849-ig működött így. Addig az oktatás színvonala folyamatosan emelkedett a hatosztályos gimnáziumban. 1849-ben az iskolákat központilag átszervezték. A jobb körülmények között működőeket főgimnáziummá, a rossz körülmények között működőeket négyosztályos algimnáziummá. Az esztergomi középiskola algimnázium lett. Ekkor a bencések lemondtak a nagyszombati gimnáziumukról az esztergomi javára. Az így felszabadult személyi állománnyal és anyagi eszközökkel jobb feltételeket tudtak teremteni. Ennek köszönhetően három év múlva nyolcosztályos főgimnáziummá minősítették át az iskolát.
1853 januárjában az esztergomi városi tanács egy új alreáltanoda, a Szent Imre Gimnázium létesítését határozta el. A rendelet szerint a bencés gimnáziumban a tanárok száma 12 volt, akik közül egyik az igazgatói posztot is betöltötte. Ebben az időben rakták le a kémia laboratórium, a biológiai gyűjtemény, az iskolakönyvtár, az ásványgyűjtemény és a mára értékes fizikai szertár alapjait. Ezért, és a diákok számának növekedése miatt az intézmény kinőtte addigi épületét is.
1878. október 2-án megkezdték egy új gimnáziumépület építését, amit 1880 szeptemberében át is adtak. Az épület korszerű, tágas, jól felszerelt volt előadótermekkel, szertárral, szellőztető berendezéssel, de a kivitelezés hibája miatt 1895-ben elrendelték lebontását, mert életveszélyesnek és javíthatatlannak bizonyult. Az iskola kénytelen volt az addigi járásbíróság épületébe költözni. Az elbontott épület újjáépítése 1899-ben kezdődött, és 1900-ban adták át újra ünnepélyes keretek között.
Itt zajlott tovább az oktatás, amit megakasztott az első világháború és az őszirózsás forradalom. Tanárok és diákok egyaránt haltak meg illetve estek hadifogságba ezekben az években. 1913.március 12-én itt alakult meg az első vidéki cserkészcsapat, a 14-es holló. A bencés gimnáziumnak kiemelkedő volt vízicserkész-csapata, ami bejárta Európát, és több versenyen is kiemelkedően szerepelt.
Az iskolát a második világháború alatt több bombatalálat érte. Négy terem, a folyosó és vele több falfreskó elpusztult, az épület jelentősen megrongálódott. Az 1944 őszén megszakadt tanévet 1945-ben folytatták összevont osztályokkal, hiányos tanári személyzettel. Az iskola ideiglenesen a tanítóképző épületében működött.
Az intézményt 1948-ban államosították, és 1951-ben átköltöztették Vízivárosba, a szintén államosított Boldog Margit Leánygimnázium és Líceum épületébe, ahol a 2006/2007-es tanév végéig működött. Az épületet ekkor még közösen használták a Dobó Katalin Gimnáziummal. 1963-ig az iskola csak gimnáziumként működött egy humán és egy reál osztállyal, amikor szakközépiskolai osztályokat is bevezettek. Így az iskola kinőtte az épületet, és egyes tanulócsoportokat a város különböző épületeiben kellett elhelyezni. Ezen felül a szomszédos Dorog új gimnáziuma is az iskolához tartozott. 1972-ben az utolsó gimnáziumi osztály is kifutott, és ettől kezdve csak szakképzéssel foglalkozott az iskola. Ekkor kapta az I. István Ipari Szakközépiskola nevet is. 1975-től indult meg a híradástechnikai képzés, ami fokozatosan leváltotta az 1977-ben utoljára induló gépgyártás-technológiai osztályt. Ötödéves technikai képzés 1985 óta folyt az intézményben. 1988-ban újra indulhatott a gimnáziumi képzés is 16 évnyi szünet után. Felállt a máig nagy sikerrel működő énekkar, és az iskola egyre inkább humán beállítottságú lett. 1989-ben a Dobó gimnázium elköltözött, és a megüresedett épületrészt az „István” kapta meg, így jutott hozzá a tornateremhez, laboratóriumhoz, díszteremhez, kémia- és biológiai előadótermekhez.
Az egyházi kártalanítás fejében a Szatmári Irgalmas Nővérek Magyarországi Tartományfőnöksége visszakapta a vízivárosi épületet, ahol saját középiskolájukat, a Szent Erzsébetet indították el, ezért az Istvánnak 2007 szeptemberéig el kellett hagyni a belvárost, Esztergom-Kertvárosba, a volt Hell József Károly Műszaki Szakközépiskola épületébe költözött.
2010. július 1-jén a Szent István Gimnázium beolvadt a másnap létrejövő Szent Imre Általános Iskola, Gimnázium és Szakközépiskolába. A gimnázium beköltözhetett immár végleges helyére a belvárosba… hogy ott egy jogelőd szürke státuszával lassan átköltözzön a valóságból az emlékezetbe.
Az új iskolakomplexum 2013-tól 2015-ig a KLIK (Klebelsberg Iskolafenntartó Központ) fenntartásával működött.
2015. július 1-vel a Tatabányai Szakképzési Centrumhoz került, ahol a 14 tagintézmény egyike lett. Miként a többi szakképző intézmény is kikerült a hagyományos közoktatási tárca (2015-ben EMMI – Emberi Erőforrások Minisztériuma) kezeiből, és az NGM, vagyis a Nemzetgazdasági Minisztérium alá rendelték. Szakmai irányítását pedig a Nemzeti Szakképzési és Felnőttképzési Hivatal (NSZFH) vette át.
A fenntartóváltással az iskola neve ismét változott:
2015-ben Tatabányai SZC Szent Imre Középiskolája, 2016 szeptember 1-től pedig a Tatabányai SZC Szent Imre Gimnáziuma és Szakgimnáziuma nevet „vette fel”.
A 2016-2017. tanévben már csak egy gimnáziumi osztálya volt az iskolának. A gimnazisták elballagásával lezárult egy korszak, az iskola pedig 2017. szeptember 1-vel új/régi nevet vett fel, TSZC Bottyán János Szakgimnázium lett.