La inspiración pedagógica del Instituto-Escuela era la planteada por la Institución Libre de Enseñanza: el alumno desarrollaba su aprendizaje en función de sus capacidades cognitivas, una enseñanza de carácter cíclico permitía la consolidación y profundización de lo aprendido. Las tareas de aprendizaje perdían su carácter memorístico para afianzarse a través de la práctica y experimentación personal.

El profesorado del Instituto-Escuela se reclutó entre profesionales que compartían estos principios pedagógicos, a ellos se añadieron jóvenes estudiantes de magisterio, para los que este centro se convirtió en una auténtica escuela práctica.

Consolidado el proyecto pedagógico, se optó por construir un edificio propio. El primero en el Cerro de San Blas, junto al Observatorio Astronómico, se levantó en 1929; en 1932 se erigió un nuevo edificio en los Altos del Hipódromo. Ambos compartieron actividades docentes y alumnado hasta los años de la Guerra Civil.