W 1803 r. Tadeusz Czacki został mianowany wizytatorem szkół guberni wołyńskiej, podolskiej i kijowskiej. Pełniąc tę funkcję, miał okazję zapoznać się z katastrofalnym poziomem nauczania w powierzonych jego nadzorowi szkołach. Szybko doszedł do przekonania, że na Wołyniu powinna powstać nowoczesna, wzorcowa placówka dydaktyczna.

Znany działacz polityczny z czasów Rzeczpospolitej szlacheckiej, uczony i bibliofil był też sprawnym organizatorem, ale sprawy pedagogiki i organizacji szkolnictwa nie były jego dziedziną. W organizacji sieci szkół na podlegających mu terenach, a w szczególności w założeniu podstawowego dla tej struktury Gimnazjum Wołyńskiego, wspomógł go Hugo Kołłątaj. Współtwórca Konstytucji 3 maja, podobnie zresztą jak Czacki, pochodził z Wołynia. Urodził się 1 kwietnia 1750 r. w położonych niedaleko Krzemieńca Dederkałach Wielkich. Po klęsce insurekcji kościuszkowskiej został aresztowany przez władze austriackie i uwięziony na 8 lat. Po odzyskaniu wolności w 1802 r. powrócił na Wołyń, tam nawiązał kontakt z Czackim. Przy organizacji Gimnazjum Wołyńskiego zajmował się opracowaniem programu nauczania, Czacki natomiast odpowiadał za stronę formalną całego przedsięwzięcia, zdobycie funduszy i reprezentowanie spraw szkolnictwa wołyńskiego na zewnątrz.

Cykl kształcenia w Gimnazjum Wołyńskim został przewidziany na maksymalnie 10 lat (4 jednoroczne klasy oraz 3 dwuletnie kursy prowadzone na sposób uniwersytecki). W programie przeważało nauczanie języków (polskiego, rosyjskiego, łaciny, francuskiego i niemieckiego), poza tym wykładano również arytmetykę, naukę moralną i geografię powszechną. Nacisk kładziono nie tylko na jakość nauczania, lecz także na wysoki poziom moralny przyszłych absolwentów. Gimnazjum Wołyńskie miało za zadanie kształtować światłych i odpowiedzialnych obywateli.

O późniejszym sukcesie i sławie Gimnazjum Wołyńskiego zdecydowała również znakomita kadra pedagogiczna, w skład której powołano wybitnych przedstawicieli nauki, często profesorów uniwersyteckich; nauczali m.in. Józef Czech – matematyk, pierwszy dyrektor gimnazjum, Euzebiusz Słowacki i Joachim Lelewel. Także wśród absolwentów szkoły znalazło się wielu czołowych przedstawicieli polskiego życia intelektualnego następnych pokoleń, m.in. Juliusz Słowacki, Stanisław Worcell czy Ernest Malinowski.

W 1819 r. placówka uzyskała rangę liceum. W wyniku represji po powstaniu listopadowym jej rozwój został zatrzymany. Liceum Krzemienieckie zamknięto w sierpniu 1831 r. Zgromadzone w szkole cenne zbiory (m.in. bogata biblioteka licząca przeszło 50 000 tomów, zbiory przyrodnicze, galeria obrazów i gabloty numizmatyczne) przekazano nowo powstałemu uniwersytetowi św. Włodzimierza w Kijowie (obecnie Kijowski Uniwersytet Narodowy im. Tarasa Szewczenki).

Na siedzibę Gimnazjum Wołyńskiego obrano dawne kolegium jezuickie otaczające barokowy kościół pw. św. Ignacego Loyoli i św. Stanisława Kostki w Krzemieńcu. Autorem projektu założenia krzemienieckiego był architekt Paweł Giżycki. Dla potrzeb Liceum Krzemienieckiego w skład kompleksu włączono również pobliski klasztor bazylianów. Całość zaadaptowano według projektu warszawskiego architekta Jakuba Kubickiego. Po powstaniu listopadowym liceum zostało zamknięte, a kościół jezuitów przejęła Cerkiew prawosławna. Rewindykowana w 1920 r. świątynia w okresie dwudziestolecia międzywojennego ponownie funkcjonowała jako katolicka. Wówczas również w mury kolegium powróciło reaktywowane dekretem Józefa Piłsudskiego Liceum Krzemienieckie. Po drugiej wojnie światowej kościół użytkowany był jako sala gimnastyczna i sportowa, a później jako skład mebli. Obecnie funkcjonuje w nim cerkiew prawosławna, natomiast w zabudowaniach kolegium mieści się szkoła podstawowa i średnia.