Osmanlı Devleti 1835 yılında Avrupa'da Londra, Paris ve Viyana gibi şehirlere öğrenci göndermeye başladı. 1850'li yıllarda Paris'te yaklaşık elli Osmanlı öğrencisi vardı. Maârif-i Umûmiye Nazırı Kemal Bey 1851 yılında yaptığı teftiş neticesinde askerî öğrencilerin haricinde disiplin sorunu yaşandığını ve öğrencilerin akademik başarılarının düşük olduğunu tespit etti.
1856 yılında Paris Sefiri Mehmed Cemil Bey'in Fransız Maarif Nazırı R. Rouland ile iletişime geçerek öğrencilerin takibi için oluşturduğu komisyonun raporu da benzer tespitleri içeriyordu. Bu komisyonun raporuna göre öğrencilerin Osmanlı ortaöğretim kurumlarında aldıkları eğitim Fransız üniversitelerinde tahsil görmelerini sağlayacak yeterlilikte değildi. Ayrıca çeşitli Fransız okullarına dağıtılmış olmaları denetlenmelerini de zorlaştırmaktaydı. Bunun üzerine Paris'te ortaöğretim düzeyinde yatılı bir okulun açılmasına karar verildi.
Osmanlı elçiliği tarafından Paris'te Violet sokağında kiralanan binada 1857 yılında açılan Mekteb-i Osmânî üç yıllık bir program üzerine inşa edildi. Birinci yıl, Fransız okullarına devam edebilecek düzeyde Fransızca konuldu. İlaveten tarih, coğrafya ve aritmetik dersleri vardı. İkinci ve üçüncü yılda Fransızca'nın bütün incelikleriyle öğrenilmesini temin edecek derslerin yanı sıra matematik ve fen bilimlerinin öğretimi amaçlandı.
Okulun müdürlüğünü 1857-1863 yılları arasında Ali Nizâmi Bey, 1863-1865 yılları arasında Ahmed Esad Efendi üstlendi. Cemil Bey, okulun çalışmalarını ve öğrencilerin akademik ilerleyişlerini denetlemek amacıyla bir komisyon kurdu. Komisyon, Fransız Maarif Bakanlığı müsteşarı (başkan), Osmanlı sefaretinin iki kâtibi, okul müdürü, Fransız Maarif Bakanlığı müfettişi ve Fransız öğretmenleri içeren yedi kişiden oluşuyordu.
Okulun nizamnamesine göre öğrencilerin her biri aynı miktarda harcırah alacaktı. Üniforma olarak birer takım elbise verilecekti. Okul binasının imkânları dahilinde her öğrenciye çalışma odası ayrılacaktı. Öğrenciler haftada iki kere okuldan çıkma iznine sahipti ve okul müdürünün müsaadesi olmadan geceyi okul dışında geçiremezlerdi. Sarhoşluk veren içkilerin okulda içilmesi ve kumar oyunları yasaktı. Yaz ve kış saatine göre 06.30 ve 07.00'de uyanacaklar ve bir saat içinde giyinerek sınıflarında hazır bulunacaklardı. Günlük plan saat 08.00-11.00 arası ders ve etüt, 11.00-13.00 arası kahvaltı ve teneffüs, 13.00-17.30 arası ders ve etüt, 17.30-20.00 arası akşam yemeği ve teneffüs, 20.00-23.00 arası ders şeklindeydi.
Osmanlı Devleti'nin yurt dışı eğitiminden öncelikli beklentisi bilimsel ve teknolojik gelişmelerin bilgi ve görgüsünün ülkeye aktarılmasıydı. Bu beklentinin gerçekleşmesinde engel teşkil edebilecek akademik ve ahlakî disiplinsizlikler, üstesinden gelinmesi gereken sorunlar olarak görüldü. Öğrencilerin tahsillerini tamamladıktan sonra dönmeleri ve döndüklerinde uyum sorunu yaşamamaları için müfredata Türkçe ve din dersleri eklendi. Cemil Bey okulu projelendirirken Fransızca'nın Fransız öğretmenler tarafından, Türkçe ve din derslerinin ise Osmanlı muallimleri tarafından okutulmasını önermişti. Bu amaca matuf olarak Hoca Tahsin Efendi din dersi, Selim Sâbit Efendi Türkçe dersi için görevlendirildi.
Mekteb-i Osmânî'de 1858-1859 eğitim öğretim yılında kırk dört, 1861-1862'de yirmi dokuz, 1862-1863'te ise otuz beş öğrenci tahsil gördü. 1864 yılında yirmi dört gayrimüslim öğrenci alındı.
Müdür Esad Efendi yeni öğrencilerle ortaya çıkan ihtiyaçlarına dair Osmanlı hükümetine gönderdiği raporunda, okulun muazzam derecedeki masrafına rağmen az fayda sağladığını söyledi. Eğer öğrenciler Fransız liselerine dağıtılırsa kendi aralarında Türkçe konuşarak Fransızca'yı öğrenmelerinin gecikmesi ortadan kaldırılabilecekti. Ayrıca malî külfetinden dolayı Mekteb-i Osmânî'de istihdam edilemeyen Fransız öğretmenlerden ders alma imkânı doğacaktı. Diğer yandan Esad Efendi artan öğrenci sayısıyla okulda düzen sağlama konusunda yaşanan zafiyeti işaret ederek, on yedi yaş kuralına rağmen büyük yaşta öğrenci gönderilmesinin disiplini zorlaştırdığını bildirdi. Yaşları büyük öğrenciler dil tahsili için küçük yaştaki öğrencilerle aynı sınıfta ders aldıklarından bu durum küçükler için üzüntüye sebep oluyordu. Dolayısıyla öğrenme motivasyonlarını kaybederek eğitim dışı faaliyetlere dalmaktaydılar.
İstanbul hükümeti Mekteb-i Osmânî'nin kapatılarak mevcut öğrencilerin Fransız liselerine dağıtılmasını kararlaştırdı. Bu kararın tebliğinin ardından Mekteb-i Osmânî 28 Şubat 1865 tarihinde kapatıldı. Esad Efendi'nin küçük yaştaki adayların gönderilmesi teklifi, onların henüz kendi dinî ve millî hassasiyetlerini kazanmadan yurt dışına gönderilmelerinin mahzurlu olacağı gerekçesiyle reddedildi. Harbiye Mektebi'nin eğitim kalitesinin Fransa'daki muadiliyle yarışabileceğinden hareketle Harbiye öğrencilerinin Fransız ordusuna, Tıbbiye Mektebi'nden başarıyla mezun olanların Fransız hastanelerine sadece ihtisas için gönderilmeleri uygun görüldü. Sivil öğrencilerin ise Mülkiye Mektebi'nin müfredatı geliştirilene kadar Fransa'ya yollanmasına devam edilecekti. Bunlara ilaveten İstanbul'da ortaöğretim düzeyinde Fransızca öğretim yapacak bir okulun (Galatasaray Mekteb-i Sultânîsi) açılmasına karar verildi.
