Острогожская женская гимназия создана в 1874 году как 4-классная прогимназия на основе женской школы, открытой в 1873 году. Обучение в гимназии было платным.

В 1886 году в гимназии насчитывалось 13 преподавателей и 128 учениц. В 1900 году гимназия реорганизована в гимназию с 7-летним обучением и подготовительными классами. Помимо общеобразовательных предметов в гимназии преподавались музыка, пение, рисование, рукоделие, были уроки гимнастики. В 1879-1913 годах гимназия располагалась на 2-м этаже здания Острогожской городской управы (ныне улица Крамского, 3).

В 1913 году по проекту Харьковского инженера-архитектора Е.Н. Сердюкова построено новое здание (ныне улица Нарского, 24). В 1916 году в гимназии работали 18 педагогов. Острогожская женская гимназия закрыта в 1918 году. С 1919 года в помещении гимназии размещались учебные заведения, в которых в разные годы учились В.М. Кубанёв, А.В. Филипченко, Н.Г. Щербаков (установлены мемориальные доски). Среди учениц Острогожской женской гимназии - A.М. Долгополова, поэт С.М. Мадатова.

Председатель педагогического совета - Н.П. Греков, начальница гимназии - баронесса Ю.О. Эльснер (до 1874 года преподаватель Воронежской Мариинской женской гимназии). С 1900 действовало Общество вспомоществования бедным ученицам.

В Государственном архиве Воронежской области имеется фонд Острогожской женской гимназии (ф. И-80 ,1149 единиц хранения), в котором находятся личные дела учениц и педагогов.

см.: Материалы Свода памятников <...> Острогожский район. (Москва, 1993).
М.М. Мелентьев. Мой час и мое время. (Санкт-Петербург, 2001).
Л.В. Кригер. «Острогожские Афины». (Воронеж, 2011).
Ю.В. Пыльнев. История народного образования Воронежского края (конец XVII - начало XX века). (Калининград, 2012).
В.В. Вырыпаева. Ю.О. Эльснер и её женская гимназия в городе Острогожске // Труды ВОКМ. Выпуск 4. (Воронеж, 2023).
Государственный архив Воронежской области: ф. И-71, оп. 1, д. 115.