Septembre 1989 le lycée de Pithiviers abandonne au collège les bâtiments qu’il occupait dans la cité scolaire devenue alors trop exiguë pour accueillir 1700 élèves (1200 au collège et 500 au lycée).
Après 18 mois de travaux la Région Centre livre donc à la rentrée de septembre 1989 le nouveau Lycée qui s’est installé au Nord de la ville sur des terrains cédés par la municipalité. Il prend comme nom celui de : Duhamel du Monceau, seigneur de Demainvilliers près de Pithiviers, homme de sciences et humaniste du Siècle des Lumières.
Bâti sur 3 niveaux avec étages en retrait, le parti architectural du lycée a été d’utiliser au maximum la lumière du jour pour éclairer les salles de cours donnant toutes sur l’extérieur. La circulation se faisant par des coursives donnant sur un atrium intérieur.
Conçu par l’architecte Arsène Fleury, le bâtiment principal en forme de pyramide offrait alors près de 10 000 m2 de salle de classe avec un CDI de 300 m2 .
En 1993, La Région finance l’extension du lycée par la construction d’un nouveau bâtiment comportant 8 salles de cours supplémentaires et d’un amphithéâtre de 200 places.
Depuis la Région n’a cessé d’investir pour transformer ou améliorer le lycée et notamment adapté son fonctionnement à l’utilisation des nouveaux moyens de communication et des nouvelles technologies : câblage interne de l’établissement, mise en réseau des systèmes d’information, équipement informatique...
En 2022, dans le cadre du plan de relance de l'Etat et des financements de la Région Centre Val de Loire, le lycée bénéficie d'un renouvellement complet de ses huisseries pour permettre des économies d'énergie en hiver et une isolation de la chaleur en été. La maison des lycéens fait également peua neuve, avec un remaniement complet des espaces, la création d'une cafétériat et d'espaces de détente et de travail de groupe.
Toujours avec le soutien de la Région Centre Val de Loire et à l'initiative du proviseur, M. Cyrille ROGER, les salles d'étude se transforment : deux salles accueillent un dispositif coopératif, une autre est configurée en salle d'étude silencieuse.
Un projet de restructuration complète du site est engagé avec le soutien du président de la Région François BONNEAU et des équipes régionales, pour permettre à Duhamel du Monceau de s'adapter aux évolutions comme aux besoins éducatifs suite à la réforme du lycée de 2019
