W roku 1851 próbowano przekształcić Akademię Techniczną w dwupoziomową uczelnię – na wzór paryskiej politechniki – o dwuletnim obowiązkowym (dla wszystkich techników) programie studiów matematyczno-fizycznych, po których następowałyby studia specjalistyczne z budownictwa, mechaniki, chemii i geodezji. Zreformowano całe szkolnictwo. Odtąd kandydaci na studia w Akademii Technicznej byli zobowiązani do posiadania matury nowo powstałego ośmioklasowego gimnazjum ogólnokształcącego albo ukończoną szkołę realną.
Przyspieszenie zmian w Akademii Technicznej spowodowała sytuacja polityczna. Ustawa zasadnicza (z 1867 r.) przyznała sejmom krajowym prawo organizowania szkolnictwa zawodowego.
W roku następnym Sejm Krajowy Galicji wyłonił komisję do reorganizacji Akademii Technicznej, która powróciła do koncepcji dwupoziomowej uczelni technicznej z pięcioma wydziałami (budownictwa, mechanicznym, chemicznym, leśnym i handlowym). Sejm galicyjski w roku 1868 zatwierdził własny projekt organizacji uczelni technicznych, ale ze względu na to, że był on niezgodny z projektami ogólnopaństwowymi, reorganizacja Akademii Technicznej przeciągnęła się do roku 1877. Tymczasem, po ogłoszeniu autonomii Galicji w roku 1867 następuje wprowadzenie języka polskiego w sądownictwie, szkolnictwie i administracji. Dekret cesarski z października 1870, wprowadzający język polski w Akademii Technicznej, powołujący nowe katedry i pozwalający na zgłaszanie propozycji obsadzania katedr oraz ustalanie regulaminów wewnętrznych, powoduje szybkie zmiany w uczelni.
We wrześniu 1872 roku nominację na stanowisko dyrektora Akademii otrzymuje profesor fizyki Ryszard Strzelecki, pierwszy rektor uczelni z wyboru. Większość profesorów nie władających językiem polskim opuściła Akademię Techniczną. Kolegium profesorów zaproponowało utworzenie czterech wydziałów: Inżynieryjno-Lądowego, Budownictwa, Chemii oraz Budowy Maszyn. Model uczelni dostosowano do systemu austriackiego, by nie mieć ciągłych kłopotów z Wiedniem. 12 marca 1872 roku wydano pozwolenie na budowę nowych pomieszczeń Akademii. Kierującym budową wybrano profesora Juliana Zachariewicza.
W roku 1872 powstały nowe katedry. W ciągu siedmiu lat (1870-1876) liczba katedr w Akademii Technicznej we Lwowie wzrosła z 5 do 15. Zorganizowano cztery wydziały, wynagrodzenia kadry nauczającej zrównano z wynagrodzeniem uniwersyteckim. W roku 1875 wprowadzono w Akademii Technicznej instytucję prywatnych docentów, udzielając im veniam legendi (prawo wykładania), w celu wzmocnienia kadry nauczającej i popierania nowych kierunków badawczych. W tym czasie habilitowało się dziewięciu docentów uczelni na różnych uczelniach krajowych i zagranicznych.
