В апреле 1866 года, после покушения Каракозова на Александра II, Головнина на посту министра народного просвещения сменил граф Дмитрий Андреевич Толстой. Новый министр стоял на консервативных позициях и был намерен подвергнуть пересмотру многие либеральные начинания своего предшественника.
Гимназический устав 1864 года регулярно подвергался резкой критике на страницах популярной газеты «Московские ведомости». Издатель газеты Михаил Катков считал реальные гимназии рассадником «нигилизма», а также говорил о «несостоятельности» реального образования как такового, которое именовал не иначе как «полуобразованием»30.
Катков приобрёл большое влияние на Дмитрия Толстого и выступил в качестве идеолога нового реформирования гимназий.
Катков и Толстой считали необходимыми такие изменения в образовательной системе России, при которых безусловный приоритет закреплялся бы за классическим образованием.
В законопроектах, разработанных Министерством народного просвещения, статус гимназий предполагалось сохранить только за классическими гимназиями; реальные гимназии подлежали преобразованию в реальные училища, учащиеся которых получали бы, в основном, технические знания прикладного характера для дальнейшей деятельности в различных отраслях промышленности и торговли. При этом подчеркивалось намерение полностью закрыть выпускникам реальных учебных заведений доступ в университет. Именно в избавлении университетов от выпускников реальных учебных заведений – выходцев из социальных низов, из разночинской и малообразованной среды, пропитанных идеями «материализма», атеизма и «нигилизма», авторы «учебной реформы» видели залог преодоления оппозиционных и революционных настроений среди молодежи и в обществе в целом.
Противниками замыслов Толстого выступили правительственные либералы – бывший министр народного просвещения Головнин, военный министр Дмитрий Милютин и председатель департамента государственной экономии Государственного совета генерал Чевкин.
На заседании Совета министров в январе 1871 года Александр II одобрил идеи Толстого, поддержанного шефом жандармов графом Шуваловым и министром внутренних дел Тимашевым.
Под руководством Дмитрия Толстого был подготовлен новый устав гимназий, утверждённый вопреки мнению большинства Государственного совета. В основе Устава гимназий 1871 года лежали идеи Михаила Каткова, который полагал, что гимназистов необходимо учить не самостоятельному образу мыслей, а дисциплинирующим ум точным и определённым знаниям и умению их применять. Таким требованиям отвечало изучение древних языков и математики. Этими идеями и руководствовался министр народного просвещения Дмитрий Толстой, сумевший убедить в их правильности царя. Подготовленный под руководством министра проект гимназического устава встретил неоднозначное отношение в высшей бюрократии. Государственный совет 27 голосами против 19 отклонил его, однако царь 30 июля 1871 года утвердил мнение меньшинства. А в мае 1872 года Александр II утвердил Устав о реальных училищах, учреждаемых вместо реальных гимназий.
Новый Устав гимназий 1871 года признавал гимназическим только классическое образование. Реальные гимназии были преобразованы в реальные училища с сокращённым 6-летним курсом. Значительно увеличивалось преподавание древних языков и математики. Курс гимназии был увеличен до 8 лет, не считая приготовительного класса. Преподавателям предписывалось сочетать учебную работу с воспитательной. Устав 1871 года формально действовал до 1918 года. При этом преподавание древних языков в большом объёме вызывало значительное недовольство и со временем сокращалось.