La scuola nasce nel 1901 come sezione del Liceo “D’Azeglio” con sede presso la scuola elementare “Rayneri” dell’odierno corso Marconi. Con delibera comunale del 21 settembre 1905, al neonato IV Liceo vengono aggiunte cinque classi del Ginnasio annesso all’Istituto Internazionale per formare insieme il Liceo Ginnasio Alfieri istituito con Regio Decreto del 18 settembre stesso. L’intitolazione di Regio Liceo “Vittorio Alfieri” (1749-1803, poeta e letterato astigiano) avviene nel 1904 e la sua prima sede si situa in via Giacosa. L’edificio che ospita il Liceo Classico “Vittorio Alfieri” possiede oggi due ampie palestre, un’aula magna-teatro, laboratori di Fisica, Chimica, Informatica multimediale, Lingue ed una ricca biblioteca. L’istituto collabora attualmente, insieme ad altre scuole torinesi, alla “Rete degli archivi della scuola”, promossa dall’Archivio Storico della Resistenza. Sono attive attualmente sezioni sperimentali di Liceo Classico della Comunicazione e Liceo Classico per le Scienze. La sede odierna di corso Dante 80, che possiede 36 aule, è caratterizzata dalla luminosità e ampiezza degli ambienti di studio e di lavoro: è stata occupata nel 1968 e si sviluppa su cinque piani con un corpo di impianti sportivi indipendente. Tra i docenti che negli anni si sono succeduti, si ricordano gli studiosi di cultura classica Castellino, Borio, D’Agostino, Lenchantin De Gubernatis, il filosofo Pietro Chiodi e, per un anno (1947-1948), Fernanda Pivano.

Nel 2012 viene riordinata la ricca collezione di strumenti scientifici del liceo e messa parzialmente a disposizione tramite un museo scolastico virtuale.