Il Liceo Ginnasio statale "Marco Foscarini" è una delle più antiche istituzioni scolastiche pubbliche di tutta Italia.
La sua fondazione risale infatti al 1807, per iniziativa napoleonica. Il decreto vicereale del 14 marzo di quell'anno stabilì l'istituzione di un numero limitato di licei per il Regno d'Italia; fra questi quello veneziano venne dotato di convitto per poter alloggiare gli studenti desiderosi di accedere a un sistema d'istruzione che aveva il preciso e dichiarato scopo di fornire una preparazione pre-universitaria.
Le autorità nominarono l'abate Anton Maria Traversi, nota figura di scienziato dell'epoca, studioso di fisica e chimica e autore di importanti pubblicazioni, direttore della nuova scuola e lo incaricarono di reperire una sede adatta ad ospitare l'istituto. La scelta del Traversi cadde sull'ex monastero di Santa Caterina: la sede tuttora occupata dal Liceo e dal Convitto Nazionale.
L'abate Traversi inoltre trasportò nella scuola la sua ricca collezione personale di strumenti scientifici, che donò al Liceo. Gli strumenti del Traversi sono tuttora conservati presso l'Istituto e, incrementati da parecchie acquisizioni ottocentesche, costituiscono una delle più rilevanti, per quantità e valore, collezioni di strumenti scientifici del periodo fine Settecento-primo Ottocento. Sempre il Traversi fu infine promotore della costituzione della biblioteca del Liceo, avvenuta riunendo diverso materiale, spesso di pregio, proveniente dai patrimoni librari di enti religiosi soppressi.

Il Liceo di Santa Caterina (questa la sua denominazione) continuò la sua esistenza anche dopo la fine del periodo francese e il ritorno, nel 1814, del dominio austriaco. Nel corso della prima metà del XIX secolo il liceo, frequentato da studenti non solo veneziani, ma spesso provenienti dal Veneto e dalle altre province dell'impero austriaco, acquisì una considerevole fama soprattutto per la cura particolare posta nell'insegnamento delle materie scientifiche, oltre che di quelle umanistiche, tanto è vero che frequenti furono i casi di alunni divenuti poi esponenti di spicco della ricerca e dell'insegnamento universitario di tali discipline; sempre assai intensi furono i rapporti con l'Università di Padova, così come l'attività scientifica dei docenti del Liceo.

Nel 1850 il Liceo e il Convitto furono separati amministrativamente: il Convitto continuò a operare con annesse le scuole che, con il variare dei governi e delle epoche, fornivano l'istruzione di base, ma al contempo continuò a ospitare diversi allievi del Liceo. Nel 1851, invece, una riforma dell'istruzione decisa a livello dell'amministrazione imperiale comportò la presenza, accanto al Liceo, del Ginnasio, strutturato nei suoi cinque anni di corso.

L'annessione del Veneto al Regno d'Italia, nel 1866, ebbe come principale effetto per il Liceo l'assunzione della nuova e definitiva denominazione: dal 1867 il vecchio Liceo di Santa Caterina divenne il Regio Ginnasio Liceo "Marco Foscarini", in onore del doge-storico della letteratura del XVIII secolo.
Anche nei decenni seguenti il "Foscarini" confermò la tradizione di scuola caratterizzata da un livello particolarmente alto degli studi. Sarà proprio dal "Foscarini" che nel 1931 verrà l'iniziativa di costituire una sezione staccata a Mestre: alla fine del decennio queste classi daranno vita, come scuola autonoma, al Liceo "Franchetti", primo istituto liceale della terraferma veneziana.

Il Convitto subì invece un'interruzione nel suo funzionamento: fu infatti soppresso nel 1938, per riprendere le sue attività dopo la conclusione della seconda guerra mondiale, anche se dovette aspettare il 1955 per poter ritornare nella sua sede di Santa Caterina, che nel frattempo era stata adibita, successivamente, a sede della GIL, caserma, sede di profughi di guerra.

L'unione di Liceo e Convitto è ritornata a essere operante nel 1995, quando il Liceo ha completato, assieme alle già annesse scuole elementare e media, l'offerta formativa del Convitto Nazionale "Marco Foscarini", costituendo uno fra i rari esempi italiani di struttura scolastica integrata su tutti i tre diversi livelli. Ciò nulla ha tolto al prestigio che nel corso di una storia quasi bisecolare il Liceo "Foscarini" si è guadagnato, tanto che la sua storia è stata anche oggetto di trattazioni storiografiche specifiche, come testimoniano le pagine che a essa ha dedicato Mario Isnenghi nel volume della "Storia d'Italia" di Einaudi dedicato al Veneto.