ใน พ.ศ. 2475 โรงเรียนพิษณุโลกพิทยาคม ได้ย้ายมาจากบริเวณ วัดนางพญา มาตั้งในพื้นที่พระราชวังจันทน์ จึงมีการปรับพื้นที่ก่อสร้างอาคารสถานที่ต่างๆ มาเป็นลำดับ

ใน พ.ศ. 2535 โรงเรียนจะก่อสร้างอาคารเรียน 4 ชั้นที่บริเวณสนามบาสเกตบอลใกล้ต้นโพธิ์ใหญ่ ขณะที่คนงานก่อสร้างขุดหลุมเสาฐานรากได้พบซากอิฐเก่า กรมศิลปากรจึงได้ขึ้นทะเบียนเป็นโบราณสถาน เมื่อวันที่ 26 พฤศจิกายน พ.ศ. 2536 มีพื้นที่ 128 ไร่ 2 งาน 50 ตารางวา ตามหนังสือ ที่ ศธ 07/4954 เพื่อให้กรมศิลปากรเข้ามาบูรณะพระราชวังจันทน์เป็นอนุสรณ์สถานทางประวัติศาสตร์ โรงเรียนจึงต้องจัดหาสถานที่แห่งใหม่ เพื่อเตรียมการย้ายโรงเรียนเป็นครั้งที่ 3 ออกไปยังสถานที่แห่งใหม่ต่อไป