Erste Ansätze einer Veränderung zeigten sich im Bereich des niederen Mädchenschulwesens.
Schon 1795, also noch zu Reichsstadtzeiten, hatte Anton Fischer, Lehrer am Ulmer Gymnasium, mit Verweis auf die überfüllten Klassen der öffentlichen ‚deutschen Schulen‘  den Versuch unternommen, ein privates ‚Frauenzimmerinstitut‘ zu etablieren. In einer an das „gebildete Publikum“ besser gestellter Ulmer Eltern gerichteten Anzeige, „die Errichtung einer Mädchenschule betreffend“ (M 1), hatte er für seine Schule zugesagt, dass sich die Anzahl der Schülerinnen nie über zwanzig belaufen  werde, da eine zu große Anzahl von Lernenden dem Lehrer die Übersicht zu sehr erschwere. Das sei ein Fehler, der den Fortschritten der Schüler in den öffentlichen Lehranstalten im Weg stehe.
In zehn Wochenstunden sollten die Mädchen in Religion, Geschichte, Geographie, Naturgeschichte, Rechnen und dem Lesen fehlerhafter und unleserlicher Handschriften  unterrichtet werden. Fischers Gattin sollte im Unterricht ständig anwesend sein und auf ein angemessenes Auftreten und Erscheinungsbild der Mädchen achten. Lese- und Schreibkenntnisse waren Aufnahmevoraussetzungen, wohingegen die Konfession keine Rolle spielte. Fischer verzichtete daher auch im Unterricht auf ‚kirchliche Unterscheidungslehren‘. Diese erste private Ulmer Mädchenschule, die sich mangels wirtschaftlichen Erfolgs bald wieder auflöste, war allerdings nur als eine Ergänzung zur Volksschulbildung gedacht und beschränkte den Unterricht deshalb auf zehn Wochenstunden. Ähnlich erging es einer weiteren, 1808 gegründeten  ‚privaten Töchterschule‘.
Die von Fischer gerügte Überfüllung der deutschen Schulen steigerte sich, verursacht durch den politischen und wirtschaftlichen Niedergang der Stadt, in den folgenden Jahren in erschreckendem Maße: 1812 mussten z. B. neun Lehrer mit je einem Gehilfen 1.430 Kinder in den deutschen Schulen unterrichten, so dass die Klassen im Durchschnitt 160 Schüler zählten.

Ein großer Teil der besser gestellten Eltern, die derart beengte Schulverhältnisse ihren Töchtern nicht zumuten wollten, ließen diese deshalb bislang lieber von Privatlehrern unterrichten. Darum unterstützte die Stadt mit Billigung des zuständigen Stuttgarter königlichen Konsistoriums 1815 die Gründung einer besonderen Volksschule für Töchter von Honoratioren. Sowohl in der begrenzten Klassenstärke von ‚nur‘ je 60 Mädchen in beiden Unterrichtsabteilungen als auch im Fächerangebot und der Stundenzahl ging sie qualitativ über das Angebot anderer Ulmer Volksschulen hinaus (M 2). Als ihr erster Leiter wurde der bisherige Lehrergehilfe Christoph Friedrich Maulbetsch ernannt, der es offenbar gut verstand, sich und die Schülerinnen der Töchterschule musikalisch wirksam in Szene zu setzen, so z. B. 1817 beim Besuch der württembergischen Königin Katharina, die ja selbst ein Jahr später in Stuttgart das Katharinenstift, eine höhere Töchterschule, gründete.
Für die so genannte ‚Maulbetsch’sche Töchterschule‘ - abgesehen von der Lateinschule wurden die Ulmer Schulen bis weit in die zweite Hälfte des 19. Jahrhunderts nach ihrem jeweiligen Schulleiter benannt - wurde eigens ein städtisches Gebäude am nördlichen Münsterplatz umgebaut, wo sie bis zu ihrer Reorganisation 1857 anlässlich der Pensionierung des inzwischen 70jährigen Maulbetschs  blieb. Von ihrer Reorganisation an wurde sie als ‚Städtische Töchterschule‘  weitergeführt.
Dass sich Ulm als eine der ersten württembergischen Städte gegen den anfänglichen Widerstand des königlichen Oberamtes zu diesem Schritt einer eigenen städtischen Töchterschule durchgerungen hat, war dem vehementen Einsatz des Stiftungsrates und Dekanats der Stadt zu verdanken, die den Bürgern diese Mädchenschule unbedingt als eine Mittelschule erhalten wollten. Die Fortführung der Schule in der bisherigen Form war nämlich durch die Konkurrenz zweier für Honoratiorentöchter attraktiverer privater Neugründungen 1819 und 1834 auf Dauer unmöglich geworden. Denn wie der örtliche Schulinspektor Diakon Friz im August 1853 zum Schuletat anmerkte, hatten Maulbetschs Schule schon seit Längerem nur noch „die Kinder aus dem besseren, aber doch mittleren Bürgerstande“ besucht, „für deren Eltern das bisherige Schulgeld hoch genug, ja zum Teil schon kein geringes Opfer ist, um ihre Kinder in eine bessere Schule zu schicken“.
Der neue Schulleiter Hartmann war an der ‚Musterschule Nürtingen‘, einem Lehrerseminar mit einer eigenen Mädchenmusterklasse, ausgebildet worden. Unter ihm erlebte die sogenannte ‚Hartmann’sche Töchterschule‘ qualitativ (z. B. Französisch als Pflichtfach) und quantitativ (1857 noch 110, Ende 1862 schon 312 Schülerinnen) einen beachtlichen Aufschwung. Damit besaß Ulm nun neben der 1845 gegründeten Knabenmittelschule auch eine vergleichbare Bildungsanstalt für Mädchen.
Die faktisch zur Mädchen-Mittelschule erhobene ehemalige Töchterschule zog 1875 in die ‚Sammlungsschule‘, ein 1875 neu erbautes städtisches Mädchenschulgebäude in der Steingasse 9, in dem nun unabhängig von der Konfession alle Schülerinnen des niederen und  höheren Schulwesens untergebracht wurden (M 3) (M 4).
Als 1877 die Pensionierung des Schulleiters Hartmann und damit wieder eine Reorganisation anstand, findet sich in einem Protokoll vom 15. November 1877 als eine Art Fazit die Bewertung, der Vorzug der Mädchen-Mittelschule vor der Volksschule sei vor allem darin zu suchen, dass jene neben eingehenderem Unterricht in den Realien Gelegenheit zur Erlernung der französischen Sprache biete. 1907 erfolgte der Umzug in die neuerbaute Wagnerschule am Ehinger Tor (M 5). 1962 wurde die Schule aufgeteilt: Die ‚Mädchen-Mittelschule Ost‘ bezog das Gebäude der Friedrichsau-Schule, die ‚Mädchen-Mittelschule West‘ im Februar 1967 das neu erbaute Schulgebäude in der Elisabethenstraße, das dann am 15. März 1967 offiziell übergeben wurde und zugleich den neuen Namen ‚Elly Heuss-Knapp Schule. Realschule für Mädchen‘ erhielt. Mit der Umbenennung der baden-württembergischen Mittelschulen in Realschulen hatte der Landtag Dezember 1966 einen Bundestagsbeschluss zur Vereinheitlichung des Schulwesens in der Bundesrepublik Deutschland umgesetzt. Im gleichen Jahr erfolgte auch die Umbenennung der übrigen Mittelschulen zu Realschulen.
Das Ende der Elly Heuss-Knapp Mädchenrealschule als „reine Mädchenschule“ kam dann 1973, als ein Gemeinderatsbeschluss der Stadt Ulm zur Einführung der Koedukation an allen städtischen Schulen umgesetzt wurde. Dazu bemerkte die  Südwestpresse vom 13. September 1972: „Bislang war sie eine reine Mädchenschule. Doch ab heute, im Zeichen der Koedukation, erscheint neben dem Handarbeits- auch der Werkunterricht auf dem Stundenplan, denn etwa ein Drittel der ‚Neuen' sind Buben.“

Ein erster privater Mitbewerber auf dem Gebiet der schulischen Mädchenbildung neben Maulbetschs Töchterschule war das von Stadtpfarrer Christian Ludwig Neuffer 1819 eröffnete ‚Institut für confirmierte Töchter‘, womit in Ulm erstmals eine Bildungseinrichtung für Mädchen über dem vierzehnten Lebensjahr zur Verfügung stand. Zur direkten Konkurrenz für Maulbetschs Schule wurde dieses Institut, als es ab 1822 mit Erlaubnis des Stuttgarter königlichen evangelischen Konsistoriums schon Zwölfjährige aufnehmen durfte. 1839 ging es in der 1834 von einem Elternverein gegründeten und von Diaconus Scholl geleiteten  ‚Privattöchterschule‘ auf, aus der sich später das Ulmer städtische Mädchengymnasium entwickeln sollte. Für eine Privatschule mit Französisch als Fremdsprache und drei auf je 40 Schülerinnen begrenzten Klassen – eine vierte Oberstufenklasse  für Mädchen zwischen 14 und 16 Jahren kam 1836 hinzu (M 6) – war das Schulgeld entsprechend kostspielig. Offenbar erschien es aber den durchweg dem vermögenden Honoratiorenstand angehörenden Eltern durchaus angemessen, damit, wie es  in der Gründungsurkunde von 1834 hieß, die „Mädchen aus den gebildeten Ständen alles dasjenige erlernen könnten, was sowohl in wissenschaftlicher Hinsicht als auch in Beziehung auf weibliche Handarbeiten von einem guterzogenen Frauenzimmer mit Recht gefordert werden kann“. Mit dieser programmatischen Aussage wurde zugleich umrissen, was die Gründungsväter für ihre Töchter als Zukunft vorsahen: einem gutbürgerlichen Haushalt vorzustehen und als Mütter und  Gastgeberinnen über eine fundierte Allgemeinbildung verfügen zu können. Ein kleiner Teil dieser Töchter schlug dann später die Fachlehrerinnenlaufbahn ein, einen der ersten Berufe auf dem langen Weg zur Gleichberechtigung, der für junge Frauen aus gutbürgerlichem Hause möglich war.
Laut Ulmer Adressbuch durfte sich die Schule spätestens ab 1860 als ‘Höhere Töchterschule‘ bezeichnen. Allerdings konnte sie sich sowohl unter der Leitung Scholls als auch unter den ihm nachfolgenden Schulleitern Dr. Hassler, Schwarz und Gastpar wegen vielfältiger personeller und logistische Probleme oft nur mühsam behaupten (M 7). Erst unter der langjährigen Leitung (1870-1904) eines Fachfremden, des Schauspielers und Arztes Dr. Carl Weitzel, nahm sie als  ‚Weitzel’sche höhere Töchterschule‘ mit einem erweiterten pädagogischen Programm (M 8) einen steten Aufschwung. Weitzel entwickelte sich in der Folgezeit zu einem der einflussreichsten Pädagogen des Landes, von dessen bildungspolitischen Aktivitäten dann auch die ersten württembergischen Gesetze für das höhere Mädchenschulwesen ausgingen.
Ab 1875 war die Höhere Töchterschule wie alle anderen Ulmer Mädchenschulen im neuen Sammlungsschulgebäude (M 4) untergebracht. Sie wurde im Jahre 1878 von der Stadt übernommen und damit zur ersten öffentlichen höheren Mädchenschule im Königreich Württemberg. Allerdings blieb sie vorerst wegen des hohen Schulgeldes nur einer vergleichsweise geringen Zahl von Schülerinnen vorbehalten.
Mit der Reichsgründung setzten Bemühungen ein, das höhere Mädchenschulwesen zu vereinheitlichen. In deren Zuge wurde im Königreich Württemberg das ‚Königlich evangelische Konsistorium‘ als Aufsichtsbehörde durch die ‚Königliche Kommission für die höheren Mädchenschulen‘ abgelöst. Diese wiederum wurde 1903 in die Ministerialabteilung für höhere Schulen eingegliedert und 1904 ein landeseinheitlicher Lehrplan verfügt, der sich entsprechend in den Zeugnisheften der Schülerinnen niederschlug (M 9).
Die verwaltungsmäßige Gleichstellung der Mädchenschulen mit den höheren Knabenschulen war vollzogen. Die staatliche Schulpolitik drängte nun darauf, die höheren Mädchenschulen den Knabenschulen anzugleichen: Ab 1907 war es Mädchen möglich, nach Klasse 10 in einer freiwilligen Prüfung die Mittlere Reife zu erwerben; ab 1909 konnten auch in Württemberg Mädchen in die Klassen von höheren Knabenschulen überwechseln, was in Preußen schon seit 1896 möglich war. Wesentliche Forderungen der Frauenbewegung wie Koedukation und Studierfähigkeit schienen damit erfüllt, allerdings dauerte für Mädchen die Schulzeit bis zum Abitur wesentlich länger, war der Übertritt von der Zustimmung des Gemeinderates abhängig, mussten Mädchen ein höheres Schulgeld zahlen und war eine Aufnahmeprüfung bei nur teils kompatiblen Lehrplan abzulegen.
Im April 1914 wurde ein neuer Lehrplan eingeführt, in dem die Prüfung zur Mittleren Reife obligatorisch wurde. Eine stärkere Betonung naturwissenschaftlicher Fächer führte zur neuen Bezeichnung als ‚Mädchenrealschule‘. Gut anderthalb Jahrzehnte später beschloss der Gemeinderat am 10. April 1930, auf eigene Kosten den Ausbau zur ‚Mädchenoberrealschule‘ vorzunehmen. Den Anstoß dazu gab eine gemeinsame Eingabe der DDP-Frauengruppe, des Vereins Frauenbildung-Frauenstudium und des Israelitischen Frauenvereins, „daß die Mädchenrealschule, welche bisher die Mädchen bis zur mittleren Reife ausbildete, als Vollanstalt mit der Möglichkeit der Maturität ausgebaut wird“.
Seit 1938 ‚Oberrealschule für Mädchen‘ genannt, bekam sie am 30. September 1940 die endgültige Anerkennung als höhere Schule mit dem Recht zur Abhaltung von Reifeprüfungen. Am 17. Dezember 1944 wurde das Sammlungsschulgebäude - wie auch fast alle anderen Schulgebäude der Stadt (Schulwesen nach 1945) -  bei einem Luftangriff völlig zerstört. Der Unterricht konnte nur noch provisorisch weitergeführt werden und musste auf verschiedene gewerbliche und öffentliche Räumlichkeiten verteilt werden. Erst 1951 gelang es der damaligen Schulleiterin Elisabeth Walser (1895-1951), die im Oktober 1945 kommissarisch ihr Amt übertragen bekommen hatte, die Mädchenoberschule unter dem Dach der Wagnerschule wieder zusammenzuführen. Das Gebäude teilte sie sich dann bis Februar 1967 mit verschiedenen anderen Schulen und Schularten, unter anderem mit der Mädchen-Mittelschule.
Seit 1953 per Erlass in ‚Mädchengymnasium Ulm‘ umbenannt, wuchs dieses in den Folgejahren auf  über 1.000 Schülerinnen, bevor das Jahr 1972 eine doppelte Zäsur brachte: Zum Einen sollte nach langwieriger Namenssuche das Ulmer Mädchengymnasium den Namen ‚Hans und Sophie Scholl Gymnasium‘ tragen, zum Anderen  galt es, den Beschluss des Ulmer Gemeinderates umzusetzen, an allen höheren Schulen in Ulm die Koedukation durchzuführen. Als dann 1980 die letzte reine Mädchenklasse die Reifeprüfung ablegte, war der damals eingeleitet allmähliche Wandel vom reinen Mädchengymnasium hin zu einer inzwischen vollständig koedukativ ausgebauten höheren Schule abgeschlossen.