En 1959, el gobierno de Jorge Alessandri Rodríguez, antiguo alumno del Instituto Nacional, entrega los fondos para la construcción de un nuevo edificio para el colegio, el cual sería emplazado en el mismo lugar. Al año siguiente se llama a un concurso nacional de anteproyectos de arquitectura para la nueva edificación. A la primera etapa se presentan más de ciento treinta proyectos, quedando seleccionados cinco para ser desarrollados. Luego de aproximadamente un año de trabajo, se define al ganador: el arquitecto José Llambías Merchant se queda con el primer premio y su proyecto es llevado a cabo en 1962, para ser entregado, en sus dos primeras etapas, en 1963. Quedaba pendiente una tercera, que correspondía al programa público del colegio, que sería compartido con la Universidad de Chile según convenio suscrito con el rector de esa casa de estudios, don Juan Gómez Millas.
La proposición original era un colegio compuesto por tres franjas programáticas. Un volumen, a lo largo de la primera cuadra de Arturo Prat, contiene la totalidad del programa de gran escala y sus servicios: hall de acceso, la dirección y administración, la biblioteca, el teatro de Cámara, el Aula Magna, los auditorios, más los gimnasios. Este cuerpo se comunicaría con el exterior por el sector que unía la puerta del colegio con el acceso al Aula Magna. Esencialmente, se trataba de un programa para eventos específicos que pudiera operar independientemente del colegio, pero nunca sería terminado en su totalidad. Quedó pendiente el sector que debió haber acogido el Aula Magna, los dos auditorios y todos sus servicios. Este volumen sirve hoy de conector con el llamado “sector 2”, comprendido por dos barras de cinco pisos de altura que corren paralelas a la calle Alonso Ovalle, en el extremo sur del colegio; estas barras contienen aulas y laboratorios específicos en sus pisos superiores, y programa de servicio como casinos, camarines, bodegas y departamentos en sus pisos inferiores, además de los gimnasios y las salas de arte y técnicas especiales.
La segunda franja, paralela a la “pública”, contiene al Patio de honor. Este es el lugar establecido para las ceremonias, celebraciones, partidos y recreos. La tercera franja corresponde a las aulas, organizadas en bloques independientes y paralelos entre sí. Los tres primeros bloques, de menor tamaño, correspondían al que se llamaba Primer ciclo. Hoy es conocido como “sector 1”. Estos cuerpos se encuentran unidos por un patio que corre bajo ellos, llamado “zócalo”, y por dos galerías, una que contiene programas de extensión (salas temáticas) y constituye la fachada de San Diego, y otra que sirve de conector entre los bloques y las barras. Esta última galería, además, es parte del Patio de honor. Los dos bloques restantes, las barras del “sector 2”, cruzan las tres franjas y debían acoger al segundo ciclo.