Die jüngste Schule der Nordstadt ist die Karlschule. Ihre Wurzeln reichen allerdings zurück in das frühe 19. Jahrhundert, als das Rheinland preußisch wurde und evangelische Bürger in das vormals katholische Bonn zogen. Deren Kinder brauchten natürlich eine eigenen Schule, denn die schulischen Erziehung war streng nach Konfessionen getrennt.
1818 wurde die evangelische Stadtschule „Am Kleinhöfchen“, am heutigen Martinsplatz, gegründet, die im Laufe der Zeit der wachsenden evangelischen Bevölkerung nicht mehr Rechnung tragen konnte.
So wurde 1909 die Karlschule, benannt nach Karl dem Großen, eröffnet, vom Chronisten überaus gelobt: „Es entstand ein Schulpalast, der wohl das modernste und zweckmäßigste darstellte, was man sich unter einer Schule denken kann. Helle, luftige, wohlverteilte Schulsäle, eine Kochschule für Mädchen, zweckmäßige Brausebäder, eine schöne Turnhalle, ein großer Zeichensaal, der auch als Aula dienen kann, das alles sind Vorzüge, die man in dieser Harmonie vereint wohl kaum in einer Schule findet.“ Betrachtet man ein altes Foto, so erscheint das Gebäude äußerlich wenig verändert.
1910 wurde in dem neuen Schulgebäude zusätzlich eine katholische Volksschule untergebracht. Die Kriegsjahre hatten einen ähnlichen Einfluss auf das Schulleben wie auch andernorts: Die Mädchen fertigten Kopfschützer, Leibbinden, Kniewärmer Strümpfe und Wolljacken für die Soldaten an, die Jungen sammelten Metalle, Lumpen, Flaschen, Lederabfälle und andere verwertbare Rohstoffe.
Nicht nur in den Kriegsjahren kam der Unterricht zu kurz. In der Nachkriegszeit wurde die Karlschule abwechselnd von Engländern und Franzosen beschlagnahmt, der Unterricht in andere Schulen ausgelagert. Nur wenige Jahre nachdem sich nach dem Abzug der Besatzung 1926 die Situation wieder normalisiert hatte, begannen Nationalsozialismus und Krieg.
1939 wurden die konfessionellen Schulen im Gebäude aufgelöst und bis Kriegsende in zwei nach Geschlecht getrennte Gemeinschaftsschulen umgewandelt. Nach Bombenschäden wurde 1943 der Unterricht in die Marienschule verlegt. Im September 1945 konnte der Unterricht wieder aufgenommen werden, allerdings auch hier in Schichtbetrieb.
Die Situation verschärfte sich, als 1949 die Pädagogische Akademie in 12 gerade renovierte Räume einzog, denn die musste ihr eigenes Gebäude dem deutschen Bundestag zur Verfügung stellen. So gab es noch neun weitere Jahre Schichtunterricht am Vormittag und am Nachmittag.
1968 wurde generell die alte Volksschule in Grund- und Hauptschule aufgeteilt. Das wirkte sich auch auf die Karlschule aus: Die zunächst weiter bestehende Hauptschule hieß Kaiser-Karl-Schule, während die Grundschule 1973 den Namen Gemeinschaftsgrundschule Kopernikus erhielt.
1995 zog die Hauptschule in den Altbau der heutigen Marie-Kahle-Gesamtschule. Nun erhielt die Grundschule ihren ursprünglichen Namen zurück und heißt seit dem wieder Karlschule. Das Gebäude teilt sie sich seit XX Jahren dennoch mit einer anderen Schulform, da im Jahr XXXX die Abendrealschule in den frei gewordenen Gebäudeteil einzog.