Das heutige Dathe-Gymnasium wurde 1908 bis 1909 nach einem Entwurf des bekannten Architekten Ludwig Hoffmann als vierflügelige Anlage mit angeschlossener Turnhalle zwischen Helsingforser und Marchlewskistraße errichtet. Über den Torbögen erinnern Arbeiten des Bildhauers Joseph Rauch in Form von Mädchen- bzw. Jungenköpfen an die anfängliche Aufteilung des Hauses in zwei nach Geschlechtern getrennte Volksschulen. Das prägnante Gebäude in der Nähe des Knotenpunkts der Warschauer Brücke ist für die Identität des Gebietes von großer Bedeutung.
Die in manchen Jahrgängen fünfzügige Schule verfügt über ein besonderes Profil im Bereich Biologie und nimmt sowohl Kinder in die 5. als auch in die 7. Klasse auf. Insgesamt besuchen 837 Schülerinnen und Schüler das Gymnasium (Stand 2014/15).
Das Schulgebäude besteht aus Kellergeschoss, Erdgeschoss, zwei bis drei Obergeschossen und einem Dachgeschoss. In mehreren Bauabschnitten wurden einzelne Gebäudeteile erneuert. Die ehemalige Turnhalle wurde zu einem großen Mehrzwecksaal umgebaut. 2007 wurden die Fassade an der Helsingforser Straße und das Dach saniert.
Mit Fördermitteln aus dem aus dem Programm Stadtumbau Ost erfolgte 2008 die Sanierung der Sporthalle und 2009 die Sanierung der Innenhoffassaden. Dazu wurde der alte Putz komplett entfernt und ein mehrlagiger, hellbeiger Kalkzementputz neu aufgebracht. Analog zum ursprünglichen Zustand wurden die vorhandenen thermisch nicht getrennten Aluminiumfenster durch Holzfenster mit Zwei-Scheiben-Isolierverglasung und historischer Gliederung ersetzt.
Die weitere energetische Sanierung der verbliebenen Fassaden startete 2012. Bis 2014 wurden in mehreren Bauabschnitten auch die Heizung, die Beleuchtung und die Elektroinstallationen erneuert. Die Fassaden erhielten zur Energie-Einsparung zusätzlich ein Wärmedämm-Verbundsystem. Die neuen Fenster erhielten auch hier eine Einteilung in Anlehnung an die Originalfenster. Nach dem Abschluss der Arbeiten wird das Gebäude in jedem Teil der aktuellen Energieeinsparverordnung (EnEV) gerecht.
Als weiteres Projekt im Rahmen des Stadtumbaus wurde 2009 eine kombinierte Schul- und Freizeitsportfläche eingeweiht, die vormittags der Schule und nachmittags allen Kindern und Jugendlichen des bei Familien beliebten Quartiers offensteht.