Das Industriewachstum Ende 19. Jh./ Anfang 20. Jh. hatte eine steigende Einwohnerzahl und damit auch das Steigen der Schülerzahl zur Folge. Da die bisher vorhandenen Schulhäuser nicht mehr ausreichten, wurde der Bau einer "Neuen Schule" in der Gemeinde Heidenau beschlossen.

Im 1. Weltkrieg wurde die Turnhalle als Lazarett genutzt. Da es in Heidenau nie zu dem Bau eines repräsentativen Kirchengebäudes kam, nutzte die Kirchgemeinde neben stillgelegten Betrieben auch Räume von Schulen für ihre Gottesdienste. Ein Glockenturm befindet sich in unmittelbarer Nähe der Pestalozzischule. Das Inventar des Betsaales (Altar, Kanzel, Taufstein und Bänke) wurde nach Fertigstellung des Schulgebäudes in der Aula untergebracht, welche dann Ort für die Gottesdienste war. Das blaugraue Kreuz in der Mitte der Auladecke, reiche Bandverzierungen, Fenster aus Kathedralglas, der mit einem Gemälde versehene Altarplatz und die übrige Ausstattung mit Empore und Orgelchor verliehen der Aula damals ein wahrhaft kirchliches Aussehen. Später wurde dieser Raum nicht mehr für kirchliche Zwecke, sondern größtenteils für Feierlichkeiten der Schule und öffentliche Veranstaltungen genutzt. Auch heute finden in diesem Saal neben schulischen Veranstaltungen auch zahlreiche Konzerte statt. Vor allem ist das alljährliche Weihnachtssingen zu einer Tradition geworden. Aber nicht nur die Aula wurde prachtvoll ausgestattet, sondern der ganze Bau. Das Gebäude trägt den Stil moderner deutscher Frührenaissance. Die Fassade ist ziemlich einfach gehalten und kommt nur durch die Fenster und die gleichmäßig hochgeschwungenen Giebel zur Wirkung. Das hohe, mit Ziegeln gedeckte Dach und der Mittelbau, welcher mit einem Turm bekrönt ist, bewirken den imposanten Eindruck des Schulhauses. Die Turmspitze ist ca. 50 Meter hoch. Als Mittelbau wird dieser Teil des Schulgebäudes deshalb bezeichnet, da der eigentliche Bauplan einen weiteren Flügel an der Westseite vorsah. Zu dieser Erweiterung kam es jedoch bis heute nicht. Deshalb endet das Gebäude auf der Westseite mit einer Giebelwand.

1902 wurde das Schulhaus unter Leitung des Architekten und kgl. sächsischen Baurates Richard Schleinitz fertiggestellt. Die Bauausführung wurde Herrn Baumeister Knorre aus Heidenau übertragen. Die Gesamtkosten für Schule und Turnhalle betrugen ca. 525.000 Mark. Der erste Schulleiter war Otto Weber. Im Jahr der Schuleinweihung besuchten ca. 700 Schüler diese Schule, 1914 waren es bereits 1322. Die sogenannte Heidenauer Schule benannte man 1920 nach dem bekannten Sozialpädagogen Johann Heinrich Pestalozzi (1746-1827). Das Schulgebäude befindet sich an der Hauptstraße (B 172)/ Ecke Dohnaer Straße. Die Turnhalle der Schule wurde ein knappes Jahr vor dem Schulgebäude fertiggestellt und als Betsaal eingerichtet.