میرزا تقی خان مسئولیت ساخت این بنا را برعهده «میرزا رضا مهندس‌باشی»، از نخستین محصلانی که از سوی «عباس میرزا» به لندن فرستاده شده بود، می‌سپارد. مهندس‌باشی در نخستین گام، نقشه ساختمان را می‌کشد و انجام کار را به «محمدتقی خان معمارباشی»، رئیس اداره دیوان عالی، واگذر می‌کند که او با نظارت «بهرام میرزا» کار ساخت دارالفنون را با بودجه ۷ هزار و ۷۷۵ تومان انجام می‌دهد.
نخستین مدرسه علمی و آکادمیک
۲ هفته پیش از دستور قتل امیرکبیر، بانی راه‌اندازی نخستین مدرسه علمی و آکادمیک، در دی ماه سال ۱۲۳۰، پس از یک سال کار و تلاش بی‌وقفه، دارالفنون به شکل رسمی افتتاح شد. این مدرسه ۵۰ اتاق داشت. همه این اتاق‌ها یک‌شکل و یک‌اندازه و به‌صورت مربع با ۴متر عرض و طول بود و مقابل هرکدام یک ایوان دل‌باز قرار داشت. دیوارهای همه اتاق‌ها مزین به گچبری، نقش‌ها و تذهیب‌های زیبایی بود که حال و هوای کلاس‌ها را زیبا و دل‌نشین جلوه می‌داد. در دل حیاط، حوض آبی‌رنگ زیبایی قرار داشت و آب این حوض از آب قنات شاه تأمین می‌شد و دانش‌آموزان برای رفع تشنگی از آن استفاده می‌کردند.
وجود درخت‌ـ‌های میوه، مانند زردآلو، توت، گوجه و شاتوت، زیبایی حیاط مدرسه را صدچندان کرده بود تا دانش‌آموزان در فاصله میان آغاز کلاس‌ها، فارغ از هیاهوی درس، زیر سایه آنها استراحت کنند. دروازه ورودی این بنا، به سبک معماری سنتی، طاق بلندی داشت. این طاق روی ۲ ستون استوانه‌ای نقره‌ای‌رنگ سوار بود.
تیم زبده آموزشی
کار ساخت‌وساز قسمت شرقی دارالفنون که به پایان رسید، امیرکبیر به تکاپوی انتخاب تیم زبده آموزشی برای تدریس در مدرسه افتاد. به سبب دخالت آشکار و جهت‌دار دولت‌های استعماگر روس و انگلیس در اداره امور داخلی کشور، دل خوشی از آنها نداشت.
برای همین تصمیم گرفت معلمان مدرسه را از کشورهای کم‌حاشیه و بی‌طرفی مانند اتریش، آلمان و فرانسه انتخاب کند. پس از مطالعه و رصد تیم‌های مختلف آموزشی از ینگه دنیا، به دستور امیر، «جان داودخان»، ۶ معلم اتریشی را به نام‌های بارون گومنز معلم پیاده نظام، موسیو کارنوطا معلم معدن‌شناسی، آگوست کرزیر معلم توپخانه، دکتر یاکوب پولاک معلم طب و جراحی، موسیو نمیرو معلم سواره‌نظام، موسیو زتی معلم مهندسی و ریاضیات و یک معلم ایتالیایی را با نام دکتر کوکاتی معلم داروسازی استخدام می‌کند.
اما با عزل امیرکبیر و اتفاق‌های حواشی آن و در پایان قتل او، ورق برگشت و این تیم خارجی چندان مورد توجه و استقبال قرار نگرفت.
ریاست دارالفنون را در زمان آغاز به کار، «میرزا محمدعلی خان» وزیر امور خارجه، برعهده گرفت. اما اجل مهلت نداد تا این مدیر مدت زیادی در پستش باقی بماند و پس از یک ماه درگذشت و «عزیزخان» آجودان جایگزن او برای اداره دارالفنون شد و «رضا قلی خان هدایت» بر کسوت ناظمی نشست.
همچنین علاوه بر معلم‌های خارجی، میرزا ملکم خان در دارالفنون حساب و هندسه عام، میرزا سیدعلی طب ایرانی، شیخ محمدصالح اصفهانی، پیش‌نماز مدرسه، زبان فارسی و عربی را تدریس می‌کردند. همچنین میرزا محمدعلی‌خان شیرازی (وزیر امور خارجه)، عزیزخان مکری (وزیر جنگ)، میرزا محمدخان امیرتومان، علیقلی میرزا اعتضادالسلطنه (نخستین وزیر علوم ایران)، علیقلی خان هدایت (مخبرالدوله)، جعفرقلی‌خان هدایت و محمدحسن خان ادیب‌الدوله از دیگر آموزگاران وطنی دارالفنون بودند.
نیت امیرکبیر از راه‌اندازی دارالفنون، تجهیز نیروی نظامی به علم و دانش روز بود و به همین دلیل بودجه مدرسه از بودجه نظامی تأمین می‌شد. این وزیر وطن‌دوست سعی داشت تا با اقداماتی جدید، علاوه بر توسعه و ترویج فرهنگ در میان ایرانی‌ها، مسیرهای رسیدن به قله‌های جهانی پیشرفت را هموار کند.