Entre 1856 et 1864, plusieurs refontes de l'enseignement ont eu lieu. L'enseignement à l'École en 1854-1856 fut initialement considéré comme trop théorique par rapport à une école des Arts et Métiers, et peu utile pour les élèves issus de l'école primaire supérieure, qui, à Lille, était gratuite et d'un niveau de technicité jugé suffisant. Dès sa réouverture en 1856 et après diverses ré-organisations successives, « les études sont analogues à celles (...) de l'École centrale». Une seconde refonte du programme d'enseignement eu lieu en 1860, pour répondre à la demande de la chambre de commerce de Lille afin que les études puissent « se rapprocher davantage de l'École centrale des arts et manufactures» .
Une enquête sur l'enseignement professionnel datée de 1863-1864 indique que « les études sont analogues à celles des Écoles d'arts et métiers et de l'École centrale. Plus pratique que dans cette dernière, l'enseignement est plus théorique (...) que dans les Écoles d'arts et métiers ». L'École forme en deux ans les fils de familles d'industriels du textile, de la métallurgie, des équipementiers ferroviaires et de turbines à vapeur, ainsi que des distilleries sucrières de Lille. Certains élèves suivent une troisième année optionnelle de spécialisation.
Un annuaire du Nord indique, qu' « en 1865, l'École a admis 66 élèves, dont 56 pensionnaires, 3 demi-pensionnaires et 7 externes. L'École délivre à la fin des études des diplômes d'ingénieurs industriels». Parmi les notables présents au conseil de surveillance de l'École en 1866 figurent Frédéric Kuhlmann, chimiste et ancien président de la chambre de commerce de Lille, les industriels Édouard Wallaert et Scrive, ainsi que Jean Pierre Louis Girardin, doyen de la faculté des sciences de Lille et successeur de Louis Pasteur .
« L'enseignement scientifique et les manipulations ont lieu sous la direction et avec le concours des professeurs de la faculté des sciences, un architecte enseigne l'art de bâtir, des conférences ont lieu au musée industriel par les soins du professeur de chimie. Des praticiens sont chargés des travaux d'atelier ». Outre les connaissances en génie civil et exploitation des mines, mécanique et construction de machines, filature et tissage, fabrication et procédés de la chimie industrielle et agricole , mathématiques, langues, comptabilité et hygiène industrielle, « un des points essentiels de la formation de ces ingénieurs civils de Lille porte sur la connaissance des machines à vapeur. Il est délivré un enseignement pratique dans l'école, et la faculté leur délivre un enseignement "d'ordre plus élevé mais non moins pratique" en mécanique appliquée particulièrement. Tous les détenteurs de la chaire de mécanique de la faculté des sciences enseigneront en titre dans cette école. » .
