Однако такое положение продолжалось недолго. В числе мер, последовавших после покушения Каракозова на Александра II в 1866 году и призванных установить в стране жесткий «общественный порядок», были и меры по реорганизации средней школы. Граф Д. А. Толстой, назначенный в апреле 1866 года по совместительству с должностью обер-прокурора Синода министром народного просвещения, предпринял пересмотр Устава 1864 года и разработку нового устава. Распоряжением министерства были пресечены «вольности» педагогических советов, утверждена единая учебная программа для всех гимназий и повышена в некоторых из них плата за обучение.
Однако предложения Д. А. Толстого по новому уставу гимназий не встретили одобрения даже в особом присутствии Государственного совета. Д. А. Милютин, граф Панин, граф Литке, Головнин, Грот и др. высказались за сохранение прежнего положения гимназий, с введением латинского языка в реальные гимназии и предоставления окончившим их права поступать на физико-математические и медицинские факультеты университета. Но Александр II вопреки мнению Государственного совета утвердил новый «Устав гимназий и прогимназии».
«Устав» 1871 года определял гимназию как единственный и привилегированный тип среднего учебного заведения, ученики которого, по окончании и сдаче экзаменов на аттестат зрелости, получали право поступления в университет. Реальные же гимназии, превращенные Уставом 1872 года в реальные училища, становились учебными заведениями для «среднего промышленного класса», предназначенными, по мнению Д. А. Толстого, готовить учащихся «к поступлению прямо на практическое поприще». В них устанавливался по новому уставу 1872 года 6-летний срок обучения, причем 5 и 6 классы имели отделения применительно к местным потребностям: 1) техническое, с преобладанием механики, 2) техническое, с преобладанием химии, 3) горнозаводское, 4) сельскохозяйственное, 5) коммерческое, 6) технологически-агрономическое. Таким образом, реальные училища становились специальной школой, а общеобразовательной оставалась только гимназия.
Основным в гимназическом учебном курсе теперь стало изучение древних языков и математики. Увеличивался и срок обучения в гимназии до 9 лет. Для усиленного надзора за воспитанием учеников были введены должности инспекторов и классных наставников. В 1872 году министерством были разработаны учебные планы гимназий. В преподавании древних языков преимущественно должна была изучаться грамматика. Грамматический разбор следовало производить и при чтении древних авторов. Главенствующее значение древних языков подчеркивалось и указанием министерства назначать на должности директоров, инспекторов гимназий и классных наставников преимущественно преподавателей этих языков. Учителям предписывалось строго придерживаться учебных программ и в изложении предмета не выходить за их пределы. Кроме того, учебные программы были снабжены по каждому предмету пояснениями, в каком духе должно производиться объяснение любой темы урока.