Четвертая мужская гимназия выделялась среди казенных гимназий. Она была классической гимназией высшего разряда – с двумя древними языками, латынью и греческим, что давало право после ее окончания поступать в Московский университет. Здесь были прекрасные преподаватели, многие из которых писали учебники по своим предметам. Физику преподавал Константин Дмитриевич Краевич, автор учебника, словесность – Лев Иванович Поливанов, математику – Александр Федорович Малинин и Константин Петрович Буренин.
Преподавателей отличал творческий подход к процессу обучения. Например, Малинин воспитывал в учащихся самостоятельность и критическое отношение к делу, проводя уроки так, что они превращались в состязание учеников с преподавателем и друг с другом. В 1864 году гимназию на Покровке закончил с серебряной медалью «отец русской авиации» Николай Егорович Жуковский. Уже к третьему классу Николай Жуковский стал лучшим учеником гимназии, а знакомство с любимым учителем Малининым сыграло большую роль в развитии его блестящих данных.
А вот Косте Алексееву, будущему реформатору русского театра Константину Сергеевичу Станиславскому, здесь не понравилось. Он вспоминал, как мать вообще не хотела отдавать его в какую-либо гимназию, боясь, что его будут сажать в карцер учителя, обижать грубые и злые одноклассники, которые вдобавок могут заразить его опасными болезнями. С трудом выдержав три года, Костя наотрез отказался учиться здесь дальше. Но именно в Четвертой гимназии Станиславский познакомился с Саввой Тимофеевичем Морозовым, будущим меценатом своего театра.
Зато академик Алексей Александрович Шахматов всю жизнь вспоминал свою гимназию с благодарностью. Алеша Шахматов был сразу принят в пятый класс. Шахматов сам был удивительным гимназистом. Его называли «мальчиком-легендой». Еще юным он вошел в круг известных ученых, переписывался с Алексеем Ивановичем Соболевским, который не подозревал о его возрасте и величал милостивым государем. За год до окончания гимназии Шахматов выступил оппонентом на защите магистерской диссертации Соболевского. Через десять лет после окончания гимназии Шахматов стал академиком. Его метод сравнительно-исторического анализа произвел революцию в исследовании русских летописей.
Список знаменитостей гимназии можно продолжать долго. Это и Николай Александрович Скрябин, дипломат, отец композитора, и Павел Акинфиевич Хохлов, оперный артист Большого театра, и антрополог Николай Юрьевич Зограф, и зоолог Сергей Алексеевич Зернов, основоположник гидробиологии и создатель первого в СССР института рыбного хозяйства, и знаменитый доктор Федор лександрович Гетье – первый главный врач Солдатенковской (Боткинской) больницы, личный врач всех кремлевских вождей. Выпускником гимназии был и другой врач – Александр Сергеевич Пучков, создатель и первый руководитель московской станции «Скорой помощи», основанной в 1923 году. Пучкова сравнивают с доктором Гаазом: Гааз отдал сердце беднякам, чтобы облегчить их страдания, Пучков сделал все, чтобы не дать погибнуть человеку при внезапных заболеваниях и в катастрофах. Под руководством Александра Пучкова бригады «Скорой» ездили по Москве после бомбежек во время Великой Отечественной войны. А еще Пучков придумал металлические гребенки на эскалаторах в московском метро, чтобы избежать лишних травм, и трехгранные бутылочки для уксусной эссенции, чтобы их в темноте можно было опознать и не использовать по ошибке.