Das heutige Gymnasium ist die älteste Braunschweiger Schule und hat lange Tradition. Mit päpstlicher Erlaubnis von 1415 durfte der Rat der Stadt bei den Pfarrkirchen St. Martini und St. Katharinen je eine Lateinschule errichten, die 1828 unter der Ägide des Stadtdirektors Wilhelm Bode (1779 - 1854) zusammengelegt wurden. Das Martineum befand sich von 1415 bis 1595 in der Jakobstraße und bis 1869 am Ziegenmarkt, während das Katharineum von 1415 bis 1537 an der Katharinenkirche, von 1537 bis 1700 im Pauliner-Kloster und von 1700 bis 1856 am Hagenmarkt residierte. Seit 1868 trägt die Schule ihren heutigen Namen, drei Jahre später bezog sie ihre neuen Gebäude an der Breiten Straße. 1823 wurde am MK - wie man gemeinhin abkürzent zu sagen pflegt - die Reifeprüfung eingeführt. 1944 fielen das Schulgebäude und mit ihm die wertvollen rd. 20.000 Bände umfassende Schulbibliothek einem Luftangriff zum Opfer. Von Straße und Schulhof aus kann man das Portal von 1592 bewundern, das einst das Martineum am Ziegenmarkt zierte und jetzt den Eingang zur Aula bildet.

Berühmte Schüler des Martino-Katharineums waren u.a. der Begründer der ersten Deutschen Staatseisenbahn August Philipp Christian Theodor von Amsberg, Stadtdirektor Wilhelm Bode, der Generaldirektor der königlichen Museen in Berlin Wilhelm von Bode, die Mathematiker Richard Dedekind und Carl Friedrich Gauß, der Dichter August Heinrich Hoffmann von Fallersleben, der Musiker Louis Spohr und Fußball-Pionier Konrad Koch.