In den Jahren 1901-1903 wurde unser Schulgebäude als Königlich- Sächsisches Lehrerseminar errichtet. Der Finanz- und Baurat Conrad Canzler (1853-1928) war der Architekt des Gebäudes. Außerdem hatte er auch die Oberleitung des Baus inne.
Das Gebäude hat einen hufeisenförmigen Grundriss. Am Park, in Richtung Stadt Inneren befindet sich das Hauptportal. Seine Farbe ist hellgelb und es gibt viele Sandsteinverzierungen. Im oberen Giebelfeld kann man zur Erinnerung an König Friedrich August von Sachsen die Schrift "AR" (Augustus Rex) erkennen.
Dass das heutige Carl-von-Bach-Gymnasium früher ein Staatsgebäude war, erkennt man gut am Staatswappen des Königreichs Sachsen am Relief über dem Haupteingang. Die mittige Eingangstür zur Hofseite trägt den Schriftzug "Soli Deo Gloria" (Gott allein sei Lob und Ehr). Ein weiterer Schriftzug befindet sich unter den Fenstern der Aula. Dort sind die Worte "Licht-Liebe-Leben", eingeschlossen durch eine Eule zu finden. Die Eule ist hierbei Symbol für Weisheit und Studium.  
Teile des Gebäudeinneren sind im Jugendstil ausgestattet. Besonders die Erscheinung der Aula ist dabei äußerst imposant. In der Aula ist auch die Orgel und ein Wandbild des Dresdner Malers Otto Fritsche zu sehen. Es trägt den Titel "Pestalozzi in Stans".
1922 wurde das Lehrerseminar dann eine Deutsche Oberschule, welche auch einen Realschulzug enthielt. Dies geschah auf Beschluss des sächsischen Landtags.
Während der Zeit des Zweiten Weltkriegs wurde das Gebäude dann als Lazarett genutzt und somit auch der Unterricht eingeschränkt.
Nach dem Zweiten Weltkrieg wurde dann der Betrieb als Allgemeinbildende Oberschule wieder aufgenommen. Nach 1960 wurde sie dann zur Erweiterten Oberschule.
Ein Gymnasium ist die Schule seit 1992 und trägt ihren Namen, Carl-von-Bach-Gymnasium seit 1997 zur Ehrung des Stollberger Ehrenbürgers Carl von Bach.