La construcción y acondicionamiento del edificio se inició en el año 1908 bajo la supervisión y el ingenio arquitectónico de Guillermo A. Harper. El primer pabellón construido fue el General San Martín (Central) en donde funcionaban las aulas, los laboratorios, las oficinas y la biblioteca. A este edificio lo acompañaron dos construcciones que se erigen a sus costados donde originalmente dormían los alumnos y un sector de casas para docentes y sus respectivas familias. Más tarde se construyeron un edificio para la usina eléctrica y bombeadores para la provisión de agua.
Para la construcción del colegio, no se escatimó en los materiales necesarios para hacer de este edificio una estructura imponente, dotada de virtuosidad arquitectónica. Por otra parte, el Instituto Carlos Pellegrini se destacaba por ser uno de los primeros en contar con campo de deportes propio. Dicho campo estaba integrado por una pista de atletismo, cancha de fútbol, cancha paleta y pileta para uso exclusivo de estudiantes, docentes y autoridades de la institución.
El edificio presenta un atractivo arquitectónico tal que lo hace referencia turística para muchos, especialmente para los interesados en materia de construcciones de época.
El Colegio fue pensado para que funcione como una escuela agropecuaria con características de internado-pensionado, donde cada alumno debía pagar una mensualidad para poder estudiar allí. Para 1911 fue puesto en funcionamiento como Instituto privado al que pocos estudiantes podían acceder. A tan sólo un año de funcionamiento como instituto privado, un 29 de agosto de 1912, se dispone la nacionalización del mismo de acuerdo a lo estipulado por la Ley N° 7446. Es así como, el Colegio Carlos Pellegrini fue una institución de carácter privado durante un año, para luego pasar a ser administrado por el Estado. Pero el devenir histórico del Instituto Carlos Pellegrini no terminaría con su nacionalización. El 7 de febrero de 1916 el Instituto fue intervenido bajo el argumento de que “carece aún de espíritu argentino en el sentido amplio de la palabra” y no satisfacía las expectativas del entonces Ministerio de
Justicia e Instrucción Pública. El 10 de Julio del mismo año, siendo ministro Carlos Saavedra Lamas, encarga a Manuel de Antequeda la reorganización del mismo.
El golpe de Estado que inauguró la “Década infame”, determinó el cierre del Instituto Carlos Pellegrini que volvería a funcionar en 1931, en dependencia de la Sociedad de Beneficencia de la Capital. A partir de allí, se orientó la enseñanza a tres especialidades: Agronomía con la especialización en experto en cultivos, Comercio con la especialización en experto en comercio e Industrial con las especializaciones en mecánica y electrónica. En 1932 fue clausurado definitivamente, entregándose en posesión al Patronato de Menores, no ya como colegio nacional sino como Internado de Enseñanza Secundaria especializada. Para enero de 1945, la Secretaría de Trabajo lo transfiere a la órbita de la Dirección de Menores. En el año 1958, se crea la carrera técnica con especialización en mecánica y ciclo completo de estudio básico y superior. Los planes de estudio fueron aprobados por el Poder Ejecutivo Nacional, correspondiendo al Ciclo Básico el decreto N° 468/58 y al Ciclo Superior el decreto N° 20/65. Ambos planes de estudio fueron reconocidos por el Consejo Nacional de Educación Técnica (CONET) a través de la resolución N° 1381/64. Para 1969, el Instituto Carlos Pellegrini es una vez más cerrado y no volvería a abrir sus puertas hasta 1974. En 1982 se desactiva como unidad de internación, y en 1997 a través de la Resolución N° 185 el Consejo Nacional del Menor y la Familia, determina su cierre definitivo como unidad de enseñanza.
El Instituto Carlos Pellegrini siempre fue lugar de orgullo para los y las pilarenses, como así también de atracción turística para quienes pudieron visitar y apreciar su calidad arquitectónica. Sin embargo, en el año 2003 un incendio provocó el derrumbe de casi todo el techo, la caída de una buena parte de la mampostería, rajaduras en varias de las paredes. Al interior del Instituto, resultaron destruidos una parte importante del mobiliario y la totalidad de la biblioteca con más de 2600 volúmenes. El incendio de la Biblioteca significó una pérdida invaluable del patrimonio cultural del Instituto que contaba con obras científicas, literarias y de información en distintas lenguas.
Gracias al esfuerzo mancomunado de la comunidad local y la voluntad política de las autoridades locales, llegaría en el año 2010 la primera y más importante refacción del Instituto Carlos Pellegrini junto con el proyecto educativo que sentaría las bases fundamentales para la puesta en marcha del Polo Educativo Regional de Pilar. Durante la gestión del Intendente Humberto Zúccaro se realizó un convenio para la instalación de la sede de la Facultad de Ciencias Económicas de la Universidad de Buenos Aires junto con las carreras de Economía, Contador Público, Actuarios y Administración. Para la radicación de esta unidad académica, el Municipio
del Pilar recibió un subsidio del Gobierno Nacional que junto al aporte municipal, permitió la restauración del edificio lateral derecho.
A la incorporación de la Universidad de Buenos Aires le siguió la Universidad Pedagógica, que hasta 2015 era de carácter provincial (actual Universidad Pedagógica Nacional), que comenzó a desarrollar el dictado de algunas de las asignaturas de sus carreras. En los últimos años, se incorporaron cursos y capacitaciones llevadas a cabo por las Escuelas Municipales con el objeto de capacitar a la comunidad en diversos oficios.
Para el año 2016 se incorpora la Universidad Nacional de Luján que dicta dentro del predio las asignaturas correspondientes a las Tecnicaturas en Comercio Exterior y Aduanas y en Analista Programador Universitario. Así como también la Universidad Nacional de José C. Paz con la carrera de Gobierno Electrónico. Asimismo, dentro del predio se llevan a cabo parte de las clases correspondientes a las carreras que dicta el Instituto Superior de Formación Docente N° 51.