光绪二十九年(1902年)癸卯学制颁布后，各府、州、厅、县普遍设立新式中小学堂。虽然四川省城高等学堂设有师范科，但师资仍极缺乏。为了适应教育发展，四川总督锡良奏请在川设立师范学堂，培养中小学师资。光绪三十一年（1905年）四川通省师范学堂正式成立，校址在皇城贡院的府试院。由于癸卯学制，高等、专门和实业学堂体制逐步确立。四川通省师范学堂（1905年）和四川通省法政学堂（1906年）、四川通省农政学堂（1906年）、四川藏文学堂（1906年）、四川通省工业学堂（1908年）、四川存古学堂（1910年）等专门学堂应运而生，与四川省城高等学堂等共同构成清末四川高等教育主阵容。1911年，四川通省师范学堂更名为优级师范学堂，1912年又更名为高等师范学堂。学堂分三部：初级部、简易部、优级部。初级部相当于初级师范。光绪三十一年（1905年）开办，宣统二年(1910年）停办。简易部与初级部程度相同，主要是为年长者开办，光绪三十四年（1908年）改为预科。优级部即本科。为本校的主体。宣统元年（1909年）5月，为解决省内各学堂对手工教员的急需，又增设手工专修科，专习手工及其他补助学科，一年毕业。为了研究和指导高等小学教育，学堂还于1908年在皇城贡院西偏附设了高等小学堂。 师范学堂以造就中等学堂和初级师范学堂的教员、管理员为宗旨。课程有人伦道德、教育学、心理学、国文（包括习字、作文）、算学（几何、博物、物理、化学、中外历史、中外舆地）、外国文(日语、英语）、经济法制、体操、图画等。各部直到辛亥革命以前，基本上未分科。学习课程大体相同，又有所侧重。学堂聘用不少外籍教师，主要是日本教习。学堂第一任监督（校长）徐炯，精通程朱理学，力主学习自然科学，曾多次率学生赴日考察。四川通省师范学堂全宗档案共有75卷，档案内容主要包括学堂开办、校舍建设、各府县申送学生投考、经费开支以及一些综合性函件。