Pārņemot Rietumeiropas tradīcijas, augstskola tika nosaukta par Rīgas Politehnisko skolu jeb Rīgas Politehnikumu (Rigasche Polytechnische Schule, Riga Polytechnikum). Augstskolu reorganizējot, 05.1896. tā tika pārdēvēta par Rīgas Politehnisko institūtu (RPI).

Institūta darbības mērķi un uzdevumus noteica imperatora Aleksandra II (Александр II Николаевич Романов) 16./28.05.1861. apstiprinātais Rīgas Politehnikuma nolikums, vēlāk imperatora Nikolaja II (Николай II Александрович Романов) 06./18.05.1896. apstiprinātais Rīgas Politehniskā institūta nolikums. RPI mērķis un galvenais uzdevums bija teorētiskas un praktiskas izglītības nodrošināšana, lai sagatavotu plaša profila tehniskos speciālistus ražošanas, tehnikas un tirdzniecības nozarēs, tādējādi veicinot Baltijas reģiona ekonomisko izaugsmi un modernizāciju.

RPI tika izveidots kā privāta augstskola. Mācības tajā sākās 02./14.10.1862. Institūta vajadzībām tika īrētas pagaidu telpas Kaula namā Elizabetes un Suvorova (tagad K. Barona) ielas stūrī, bet 1.09.1869 RPI pārcēlās uz augstskolai uzcelto ēku Troņmantnieka (tagad Raiņa) bulvārī 19. Institūtam attīstoties, RPI galveno ēku 1877. gadā papildināja korpuss Pauluči (tagad Merķeļa) ielā, Inženieru ielā (1884) un Arhitektu ielā (1910). Ķīmijas nodaļa 1900. gadā tika pārcelta uz Puškina (tagad Kronvalda) bulvāri 4. Pastiprinoties rusifikācijas politikai, 19. gs. 90. gados tika sākts darbs pie augstskolas reorganizācijas. Reorganizācijas rezultātā 06./18.05.1896. RPI tika pārveidots par valsts augstskolu.

Pirmā pasaules kara apstākļos 1915. gada vasarā tika sākta RPI evakuācija, sākotnēji uz Tērbatu (personāls un studenti) un Ņižņijnovgorodu (inventārs, bibliotēka), bet vēlāk uz Maskavu. RPI atrašanās un darbība Maskavā tika uzlūkota kā īslaicīga, tomēr 03.03.1918. parakstītais Brestļitovskas miera līgums starp Vāciju un Padomju Krieviju RPI darbības atjaunošanu Rīgā līdzšinējā statusā padarīja neiespējamu. RPI Maskavā darbojās 08.10.1915.–22.05.1918. Daļēja evakuācija uz Rīgu tika atļauta 1918. gada vasarā. Rīgā uz augstskolas materiālās un zinātniskās bāzes 01.10.1918. tika izveidota Baltijas Tehniskā augstskola. Padomju Krievijā uz RPI bāzes 03.08.1918. tika izveidots Ivanovovozņesenskas Politehniskais institūts, kuram pēc padomju valdības lēmuma tika nodota lielākā daļa RPI inventāra un bibliotēka. 12.1923. no Ivanovovozņesenskas trīs vagonos tika reevakuēta neliela RPI bibliotēkas daļa: ap 2500 grāmatu, ap 450 periodisko izdevumu komplektu, patentparakstu.

08.02.1919. RPI oficiāli likvidēja un izveidoja Padomju Latvijas augstskolu, kuras darbība tika organizēta uz RPI struktūras, pārņemot arī institūtam piederošās ēkas Rīgā, kā arī materiālo un zinātnisko bāzi.

Latvijas Pagaidu valdībai atgriežoties no padomju spēkiem atbrīvotajā Rīgā, 1919. gada vasarā tika sākts darbs pie Latvijas Universitātes (līdz 27.03.1923. gadam Latvijas Augstskola) organizēšanas, kas ietvēra RPI likvidāciju, tā īpašumu pārņemšanu, kā arī institūta struktūras un mācībspēku reorganizāciju un integrēšanu Latvijas Universitātē. 01.09.1958., atdalot no Latvijas Valsts universitātes tehniskās fakultātes, tika izveidota jauna augstskola – Rīgas Politehniskais institūts (kopš 19.03.1990. Rīgas Tehniskā universitāte), pārņemot Krievijas Impērijā dibinātā institūta nosaukumu. Padomju okupācijas periodā izveidotais Rīgas Politehniskais institūts tika un joprojām tiek uzlūkots kā 14.10.1862. dibinātā RPI darbības atjaunotājs un tradīciju pārmantotājs.

RPI tika izveidots kā privāta augstskola ar institucionālu autonomiju, tomēr institūts atradās Krievijas Impērijas Finanšu ministrijas pārziņā un bija pakļauts tiešai Baltijas ģenerālgubernatora pārraudzībai, kurš pildīja arī RPI kuratora pienākumus. Kurators apstiprināja RPI Padomes lēmumus, kas skāra institūta pārvaldi, mācību programmu, studentu uzņemšanu un mācību maksas noteikšanu. Pēc RPI Padomes ieteikuma kurators apstiprināja RPI direktoru un pasniedzējus. 1881. gadā RPI, tāpat kā vairākums Krievijas Impērijas mācību iestāžu, nonāca Tautas apgaismības ministrijas pakļautībā. Savukārt RPI tiešo pārvaldi nodeva Tērbatas mācību apgabala kuratoram (no 1886. gada Rīgas mācību apgabala kuratoram). Pēc RPI reorganizācijas augstskola saglabāja autonomiju, kāda pastāvēja Eiropas augstskolās, tomēr impērijas institūciju kontrole pastiprinājās.

Finansējums institūta dibināšanai un tālākai uzturēšanai tika saņemts no Rīgas Biržas komitejas, pilsētu pārvaldēm, kā arī no Baltijas muižniecības. Institūts regulāri saņēma finansiālus un materiālus ziedojumus, piemēram, grāmatas un tehnisko aprīkojumu, no vietējām tirgotāju un rūpniecības organizācijām, kā arī no privātpersonām un ārvalstīm. Lielākais ienākumu avotu RPI darbības uzturēšanai tika iegūts no studentu mācību maksas un maksas par dalību praktiskajos darbos. Lai arī RPI bija privāta augstskola, Baltijas ģenerālgubernators, sākot no 1875. gada, panāca ikgadēju valsts finansiālo palīdzību 10 000 rubļu apmērā RPI mācību procesa nodrošināšanai. Pēc RPI reorganizācijas tam tika nodrošinātas valsts subsīdijas, tomēr institūtu turpināja finansiāli atbalstīt vietējie uzņēmēji, privātpersonas. Nozīmīgus ienākumus RPI ieguva arī no piederošā kapitāla un nekustamajiem īpašumiem.

Organizējot RPI struktūru, tika ņemti vērā vairāki apstākļi: sabiedrības intereses, finansiālās iespējas un topošo studentu priekšzināšanas. Par paraugu RPI struktūras, kā arī funkciju un programmas izstrādē tika ņemti Cīrihes Politehnikums (Eidgenössische Polytechnische Schule) un Karlsrūes Augstākā tehniskā skola (Hochschule Karlsruhe – Technik und Wirtschaft) Vācijā. Tehnisko nozaru studijām galvenokārt bija nepieciešamas zināšanas dabaszinātnēs, matemātikā un zīmēšanā, kuras varēja apgūt tikai reālģimnāzijās. Tomēr institūta organizācijas periodā pāreja no klasiskās uz reālģimnāzijas apmācības veidu Baltijas guberņās bija aizkavējusies. Lai nodrošinātu RPI reflektantiem nepieciešamās priekšzināšanas, 02./14.10.1862. tika izveidota Sagatavošanās skola. Skolā tika atvērti matemātikas un dabaszinātņu sagatavošanās kursi, tirdzniecības kursi un tehniskie kursi. Pieaugot reālģimnāziju skaitam un reflektantu zināšanu līmenim, Sagatavošanās skola tika slēgta 06.1892. Saskaņā ar ārzemju politehniskās izglītības speciālistu ieteikumiem RPI nodaļas tika organizētas pakāpeniski. Institūtā sākotnēji tika izveidotas Ķīmijas nodaļa, Inženieru nodaļa, Lauksaimniecības nodaļa un Fabrikantu nodaļa (1863). Nākamajos gados darbu sāka vēl četras nodaļas: Mehānikas nodaļa (1868), Tirdzniecības nodaļa (1868), Arhitektūras nodaļa un Mērniecības nodaļa (1869). Studentu trūkuma dēļ 1865. gadā tika slēgta Fabrikantu nodaļa, bet 1888. gadā – Mērniecības nodaļa.

Institūtu vadīja direktors un galvenais iekšējās pārvaldes orgāns – RPI Padome. 26.07.1917. Padome tika pārdēvēta par Uzraudzības komiteju. Padomes sastāvā darbojās RPI direktors un augstskolas finansiālo atbalstītāju izvēlēti locekļi. Padomē savus locekļus deleģēja Igaunijas, Kurzemes, Vidzemes un Sāmsalas bruņniecība, Rīgas rāte, Lielā un Mazā ģilde, Tallinas pilsēta, Tallinas un Rīgas biržas. Līdz 1896. gadam Padomē bija 17 locekļi, pēc tam notika nelielas izmaiņas. Pirmā pasaules kara laikā Padomes locekļu skaits strauji samazinājās. Padome atbildēja par augstskolas administratīvajiem, mācību organizācijas un saimniecības jautājumiem. Augstskolas oficiālā darba valoda bija vācu valoda, kas tika lietota gan administrācijā, gan nodarbībās. Pēc RPI reorganizēšanas par valsts augstskolu 06.1896. notika oficiāla pāreja uz krievu valodu.

RPI bija raksturīgs augsts profesionālās apmācības un pedagoģiskais līmenis, ko nodrošināja RPI strādājošie mācībspēki. Sākotnēji gandrīz visi institūta pasniedzēji tika pieaicināti no ārzemēm, galvenokārt no Vācijas, Šveices un Austrijas augstskolām. Ārzemju pasniedzēju skaits samazinājās pakāpeniski, viņus nomainot Tērbatas Universitātes (Universität Dorpat) un RPI absolventiem. 1886. gadā RPI bija beiguši 8,6 % no mācībspēkiem, bet 1911. gadā – 61,6 %. Institūtā 01.01.1916. bija 86 mācībspēki: 17 profesori, 15 adjunktprofesori (ārkārtas profesori), 28 pasniedzēji (docenti), 26 asistenti.

Institūtā varēja iestāties jebkurš Krievijas Impērijas pilsonis, ne jaunāks par 16 gadiem, ar gatavības apliecību un bez iestājpārbaudījumu kārtošanas. Sievietes RPI, tāpat kā citās augstākās mācību iestādēs Krievijas Impērijā, netika uzņemtas. RPI pirmās studentes tika uzņemtas 09.1917. Lai arī RPI studenti tika uzņemti bez nacionālajiem un kārtu ierobežojumiem, augstā studiju maksa būtiski ietekmēja studētgribētāju skaitu. Studentu atbalstam tika piešķirtas dažādu privātpersonu un organizāciju stipendijas. No 01.01.1900. RPI piešķīra arī valsts stipendijas. Pēc valsts augstskolas statusa iegūšanas stājās spēkā arī konkursa pārbaudījumi. Tika noteikts, ka tiesības iestāties pieder tiem, kas konkursā ieguvuši augstāko atzīmi, bet ar līdzīgām atzīmēm – priekšroka Baltijas guberņās dzimušiem. Pēc 1896. gada RPI tika pastiprināti oficiāli un neoficiāli ierobežojumi dažādām studentu grupām. Procentuāli ierobežojumi (numerus clausus) tika noteikti ebreju studentu uzņemšanai. Ierobežojumi pastāvēja arī poļu tautības un katoļticīgo studentu uzņemšanai. Pirmā pasaules kara laikā dažādiem ierobežojumiem tika pakļauti arī Krievijas Impērijai naidīgo teritoriju studenti (Vācijas, Asutroungārijas un Osmaņu Impērijas pavalstnieki).

Studentu skaits institūta pastāvēšanas laikā bija mainīgs un etniski daudzveidīgs. Pirmajā (1863/1864) mācību gadā augstskolā bija tikai 16 studentu, 1896./1897. gadā – 1283, bet 1915./1916. gadā – jau 2626. Līdz 1896. gadam RPI bija mācījies 4941 students, bet līdz 1912. gadam – 9931. Studentu skaita ziņa lielākās bija Mehānikas, Ķīmijas un Tirdzniecības nodaļas, mazākā – Arhitektūras nodaļa. RPI studentu sastāvs bija daudznacionāls. Latviešu studenti 1894. gadā veidoja 5,3 % no studējošo kopskaita, bet pēc 1905. gada revolūcijas latviešu skaits pieauga līdz 17 %. Pēc 1896. gada bija vērojams būtisks krievu tautības studentu pieplūdums, ko veicināja krievu valodas ieviešana mācību procesā. Pēc RPI evakuācijas būtiski samazinājās Baltijas guberņu studējošo īpatsvars. 10.1916. RPI studēja 6,3 % latviešu, 14,5 % igauņu, 15,6 % vāciešu, 25,9 % krievu un 22,9 % ebreju. Līdz 1915. gadam RPI studēja ap 2000 poļu studentu, dažus gadus sasniedzot vairāk nekā 30 % no studējošo kopskaita. Poļu studentu skaits samazinājās 20. gs. sākumā, kad Polijas teritorijā tika atjaunota vairāku augstskolu darbība.

Kā privātai augstskolai uz RPI mācībspēkiem un absolventiem neattiecās Krievijas Impērijas valsts augstskolu tiesības. Mācībspēkiem valsts dienesta tiesības tika apstiprinātas 1867. gadā, bet bez tiesībām uz pensiju no valsts līdzekļiem. RPI pasniedzēju sociālo garantiju nodrošināšanai tika izveidota sava Pensiju kase un Atraitņu un bāreņu kase. 06./18.05.1896. gada RPI nolikums piešķīra augstskolas mācībspēkiem, studentiem un absolventiem tādas pašas tiesības kā citām impērijas valsts izglītības iestādēm. 10.06.1900. pilntiesīgas valsts augstskolu absolventu tiesības ieguva arī visi pirms 1896. gada absolvējušie RPI studenti.

Rīgas Politehniskajā institūtā tika dibinātas un darbojās vairākas studentu korporācijas: vācu studentu korporācijas “Fraternitas Baltica” (dibināta 1865. gadā, sākotnēji “Fraternitas Polytechnici Baltici”), “Concordia Rigensis” (dibināta 1867. gadā, sākotnēji “Concordia”), “Rubonia” (1875), poļu studentu korporācijas “Arconia” (1879), “Veletia” (1883), krievu studentu korporācija “Fraternitas Arctica” (1880), latviešu studentu korporācijas “Selonija” (1880), “Talavija” (1900), igauņu studentu korporācija “Vironia” (1900). Korporācijas bija apvienotas jumtorganizācijā – RPI Šaržēto konventā, kuram līdz reformai bija liela ietekme uz visu studentu sabiedrisko dzīvi.

RPI tika dibinātas arī cita veida studentu organizācijas, kuru darbībai bija nepieciešama institūta direktora atļauja. Ievērojamākās bija studentu biedrība “Zemgalija” (1895–1897, kopš 1907. gada atjaunoja darbu ar nosaukumu “Stars”), lietuviešu studentu biedrība “Viltis” (1908), Rīgas Latviešu studentu savienība (1908), Rīgas Igauņu studentu atturības biedrība (1907), Ebreju studentu savstarpējās palīdzības kase (1908).

RPI vadīja seši direktori: Ernsts Nauks (Ernst Nauck, 1862–1872), Gustavs fon Kīzereckis (Gustav von Kieseritzky, 1875–1885), Karls Augusts Līventāls (Karl August Lieventhal, 1886–1891), Teodors Grēnbergs (Theodor Grönberg, 1891–1902), Pauls Valdens (Paul Walden, 1902–1905; 1917–1918), Voldemārs fon Knīrīms (Woldemar von Knieriem, 1906–1916). No 15.03.1916. līdz 31.12.1916. RPI direktora amats bija vakants. Direktora pienākumus šajā laikā pildīja Benedikts Vodziņskis (Benedykt Wodziński), kurš amatā tomēr netika apstiprināts.