De Artillerie- en Genieschool was zeer welkom, zeker ook omdat Delft na de Franse tijd (1813) sterk verarmd was. De kamerverhuur aan leerlingen en docenten leverde menig Delfts gezin een aardige bijverdienste op. De opleiding werd vooral bezocht door jongens uit de hogere burgerstand. In 1828 werd de school ondergebracht bij de Koninklijke Militaire Akademie in Breda. Dit was een klap voor Delft. Een lobby voor vervangend onderwijs bleef lang zonder resultaat. Koning Willem I had zijn aandacht nodig voor de Belgische opstand in 1830 en de jarenlange nasleep daarvan. Toen in 1838 te Gent een hogeschool voor ingenieurs voor niet-militaire zaken werd gesticht, vond Willem I dat Nederland ook een dergelijke opleiding moest hebben. Maar het was koning Willem II, die in 1842 de Koninklijke Akademie stichtte. Dat deze in Delft kwam, dankte de stad aan de persoonlijke betrokkenheid van de koning met de garnizoensstad. Bovendien kon het stadsbestuur de sinds 1828 leegstaande gebouwen Oude Delft 95 en 93 gratis aanbieden. Willem II vroeg ingenieur Antoine Lipkens, voormalig adviseur van Willem I, een programma voor een technische opleiding samen te stellen. Lipkens werd vervolgens directeur en de kroonprins beschermheer.
De Koninklijke Akademie was een wetenschappelijke opleiding voor hogere technici, maar ze viel wettelijk niet onder het hoger onderwijs. Dat was voorbehouden aan de universiteiten. De Akademie kreeg een startkapitaal van 10.000 gulden en moest zich daarna zelf bedruipen. Om dit gemakkelijker te maken, werden er nieuwe opleidingen toegevoegd, zoals die tot Indisch Bestuursambtenaar. De Akademie startte op 4 januari 1843 met 48 leerlingen, twee hoogleraren en vier leraren. Ze leverde in de periode van 1843 tot 1864 578 geslaagden af, waarvan 207 ingenieurs en 318 Oost-Indische ambtenaren.
Wie techniek wilde studeren, had als vooropleiding gymnasium nodig, wat een zeer beperkte groep studenten opleverde. De invoering van de Hogere Burgerschool (HBS) bij de Wet op het middelbaar onderwijs van 1863 bood ook jongeren uit de burgerstand de mogelijkheid in Delft te studeren. Bij dezelfde wet werd de Koninklijke Akademie omgezet in Polytechnische School en ingedeeld bij het middelbaar onderwijs, niet bij het hoger onderwijs. De opleiding tot Indisch ambtenaar werd afgestoten en overgeplaatst naar Leiden. Daarop opende de gemeente Delft zelf een opleiding voor Indische Bestuursambtenaren, de Indische Instelling, op de Oude Delft 69. Deze opleiding werd in 1901 opgeheven: er waren genoeg ambtenaren opgeleid om in de vraag te voorzien. De studiecollectie ging naar wat later Museum Nusantara is gaan heten. Dit museum met zijn unieke Indische collectie werd per 1 januari 2013 gesloten.
De Polytechnische School, gestart in 1864, werd door het Rijk gefinancierd. De groei van de school werd zichtbaar in haar gebouwen. Uitbreiding geschiedde eerst aan de Oude Delft en de Westvest. Vanaf 1890 nam de vraag naar gespecialiseerde ingenieurs sterk toe, omdat de industrialisatie in Nederland in een stroomversnelling was gekomen. Er kwam zo’n toeloop van studenten dat op grote schaal uitbreiding nodig was. Die werd gerealiseerd aan beide zijden van het nieuw aangelegde Rijn-Schiekanaal. In 1905 werd de Polytechnische School met de Wet op het hoger onderwijs opgewaardeerd tot Technische Hogeschool, om vervolgens in 1986 omgevormd te worden tot Technische Universiteit Delft (TU Delft).
