Als Folge der rasch wachsenden Einwohnerzahl zum Ende des 19. Jahrhunderts, wurde der auch der bis dahin vorhandenen Schulraum knapp. Also wurde 1890 der Bau eines neuen Schulgebäudes am Ortsrand beschlossen. Am 30. April 1892 übergab Architekt Weißer dem Ortsvorstand Eduard Fiechtner den Schlüssel für das im klassisch wilhelminischen Baustil errichtete Schulgebäude.
Die an der heugen Oberstdorfer Straße gelegenen Wilhelmsschule war zunächst ausschließlich für die Unterrichtung von Mädchen besmmt. Sie konnten in acht großen, modernen Klassenzimmern unterrichtet werden. Bei einem Festessen im Saal des Löwen fanden die Einweihungsfeierlichkeiten ihren würdigen Abschluss.
Mit der neu erbauten Schulanlage wurde die evangelische Volksschule in Untertürkheim zehnklassig. Sieben ständige Lehrer unterrichteten später getrennt je fünf Knaben- und fünf Mädchenklassen. Schon 1903 mussten zusätzlich zwei Schul- baracken errichtet werden, um einer steg steigenden Klassenzahl gerecht zu werden.
Dieser Trend hat sich bis heute fortgesetzt, weshalb sich die Stadt zu einem modernen Anbau entschloss, der zum Schuljahresbeginn im Herbst 2008 bezogen werden konnte. Der neue Bau ist über einen lichten Übergangssteg mit dem historischen Gebäude verbunden. Die heuge Wilhelmsschule ist mit ihrer Mensa für den Ganztagesschulbetrieb eingerichtet.