Die erste höhere Mädchenschule, welche die Vincentinnerinnen 1853 am Rossmarkt einrichten, muss von ihnen während des Kulturkampfes 1875 aufgegeben werden, jedoch wird der Unterricht unter der Leitung des Domkapitulars Eiffeler von weltlichen Lehrerinnen fortgesetzt. Ab 1895 übernimmt die Schwesterngemeinschaft der "Armen Dienstmägde Christi" die dreiklassige Schule der Vincentinerinnen und kann sie weiter ausbauen. Seit 1897 werden an der nun "Marienschule" genannten Institution auch weibliche Lehrkräfte ausgebildet. 1909 erfolgt die staatliche Anerkennung als Lyzeum, das allmählich zum Oberlyzeum erweitert wird. Schon vor dem ersten Weltkrieg erfolgt die Eingliederung weiterer berufsbildender Zweige. Unter den Nationalsozialisten Verstaatlichung und Umbenennung in Hans-Schemm-Schule. Wiederaufnahme des Unterrichts im Mai 1946 unter der Leitung der Dernbacher Schwestern. Nach schwierigen Nachkriegsjahren ab 1956 Gymnasium und Wirtschaftsgymnasium, Berufsfachschule und Fachschule für Sozial- und Heilpädagogik.

Bereits kurz nach Übernahme der Lehranstalt 1895 wird ein Bauantrag für die Errichtung eines Schulgebäudes an der Graupfortstraße durch Stadtpfarrer Tripp gestellt (Architekt J. Fachinger). Der zweigeschossige Bau im gotischen Stil über rechteckigem Grundriss besaß einen zentralen Risalit mit hohem Stufengiebel zur Straße. Durch das rasche Wachstum bedingt, kam es zu etlichen Erweiterungsbauten auf dem großen Gelände zwischen Graupfortstraße, Frankfurter Straße und Eisenbahntrasse. Auf der Rückseite des Ursprungsbaues entstand ein dreigeschossiger, gotisierender Anbau mit Lehrzimmern sowie Schlafräumen von 1899/1900 (Jakob Fachinger) sowie 1903/04 (Jakob Marschall, Wittlich). 1907 entstanden weitere Gebäude und 1911 eine Turnhalle. Um der kleinteiligen Anstückelung ein Ende zu setzen, ließ die Schulleitung ab 1927 einen großen Erweiterungsbau errichten (Architekt Th. Hermann, Neuwied), der sich nordwestlich an die alten Gebäude anschloss.

Im heutigen Zustand zeigt sich das Schulgebäude als vierstöckiger Putzbau über L-förmigem Grundriss, der trotz der scheinbaren Einheitlichkeit zu unterschiedlichen Zeiten entstanden ist. Der rechte Bauabschnitt wurde bereits 1907 (Bautechnisches Büro Jakob Marschall, Wittlich) als historistischer Sichtziegelbau errichtet und besaß ursprünglich steile Zwerchgiebel auf Vorder- und Rückseite. Der linke Bereich mit dem Eingang und dem im rechten Winkel abknickenden Flügel wurde in den Formen schlichter Sachlichkeit mit einzelnen expressionistischen Motiven 1927 bis 1929 erbaut und war immer verputzt (Architekt Th. Hermann, Neuwied). 1963 wurde das Dachgeschoss ausgebaut, wobei die Zwerchgiebel sowohl des historistischen Baues als auch der Stufengiebel der zwanziger Jahre entfernt wurden, zudem wurden die beiden Fassaden durch eine gesamte Neuverputzung einander angeglichen. Somit ist das Schulgebäude heute geprägt durch den Einsatz weniger Grundformen und Materialien, die zurückhaltend variiert werden, der Hauptkontrast besteht in der Gegenüberstellung heller Putzflächen mit sparsam gesetzten Zier- und Gliederungsformen aus Rotsandstein. Die in Größe und Form unterschiedlichen Fenstertypen sind zumeist gleichmäßig axial gereiht, nur das oberhalb des weit vorkragenden ehemaligen Kranzgesimses durch Umbau des ehemaligen Mansarddaches entstandene Stockwerk zeigt eine zu den unteren Geschossen nichtaxiale Fensteranordnung. Der Eingangsbereich ist durch einen zweifach abgetreppten Versprung des Baukörpers betont, dort sind die Fenster zu Dreiergruppen zusammengeschlossen. Das Portal besitzt eine breite, abgeschrägte Laibung aus grob scharrierten Werksteinen mit schmaler Nutung. Die Eingangsüberdachung über zwei zugespitzten Pfeilern dient zugleich als Balkon. Die großen Fensteröffnungen des Quertraktes verweisen auf die Aula im Inneren.

Im Eingangsbereich der zwanziger Jahre des 20. Jahrhunderts Marmorverkleidung der Wände und des Bodens; die Decke ist mit Bandstuck in freier Ornamentik aus geometrischen Grundformen geschmückt; der bauzeitliche Treppenaufgang sowie das bunt verglaste Treppenhausfenster erhalten.

Nach Abbruch der historistischen Schulbauten auf dem südlichen Grundstücksabschnitt entstand dort zwischen 1967-69 ein Internatswohnheim in einem zehngeschossigen Hochbau (Dipl. Ing. J.P. Jacobs, Weinheim) mit einem zweigeschossigen Verbindungsflügel zum Schulgebäude.

Zur Sachgesamtheit gehört die hohe, entlang der Eisenbahntrasse führende Einfriedung aus Backstein mit Lisenengliederung (um 1900, Erhöhung 1914).

Die Marienschule spiegelt in ihrer komplexen Entwicklungsgeschichte und Bauabfolge die stetig wachsende Bedeutung der weiblichen Schul- und Berufsausbildung ab der Mitte des 19. Jahrhunderts bis heute. Während die Bauten der Zeit um 1900 durch die Renovierung von 1963 im Äußeren und Inneren fast vollständig ihres malerisch historisierenden Aussehens beraubt wurden, blieb der zurückhaltend gestaltete, aber qualitätvolle Bau der späteren zwanziger Jahre größtenteils in seinem Erscheinungsbild bewahrt.