Le 18 avril 1958, le conseil municipal décide d’entreprendre la construction d’un nouveau lycée mixte à la sortie nord-est de Rennes pour 260 filles et 890 garçons. Celui-ci sera tour à tour dénommé La Grenouillère, Les Gayeulles et finalement Chateaubriand. Dix ans seront nécessaires pour l'aboutissement du projet, confié à l'architecte L. Arretche. L'établissement comporte un gymnase C qui est "en voie de réalisation" en juin 1967. La réception provisoire des bâtiments de l'externat est prononcée le 21 novembre de cette année. Divers travaux de rénovation sont réalisés en 1984, 1997 et 2003.

Quelques travaux ont eut lieu entre sa construction et aujourd'hui. Le conseil municipal ordonne en 1984 par délibération la réparation du bardage qui est simplement constitué de plaques en plastique léger afin d'éclairer le gymnase sur quelques parties. Il est alors remplacé par des éléments à double parois en polycarbonate. En 1997, l'architecte François Paumier fait rénové le gymnase. Des travaux sur le sol, d'étanchéité et sur les locaux sont alors effectués. Plus tard, au cours des années 2000, il subit à nouveaux des retouches par la paire d'architectes Françoise Berthelot et Patrice Leray.