В 1990 году на базе школы в сотрудничестве с научно-творческим коллективом ученых г. Екатеринбурга была создана инновационно-экспериментальная педагогическая площадка «Школа – Гуманитарный центр» и открылись прогимназические и гимназические классы. С 1994 года муниципальное образовательное учреждение «Средняя школа № 5 с гимназическими и прогимназическими классами» начало работу в рамках технологии учебной деятельности (образовательная система Д.Б. Эльконина – В.В. Давыдова) по образовательным программам, под руководством доктора психологических наук, профессора Л.К. Максимова. В 2001 году школа получила на три года статус окружной экспериментальной площадки по теме: «Безотметочное обучение в образовательной системе Д.Б. Эльконина – В.В. Давыдова». В июне 2002 года педагогический коллектив школы получил статус муниципального общеобразовательного учреждения № 5 «Гимназия».