Din rândul foştilor elevi, 52 au fost primiti - în semn de suprema apreciere pentru contributia adusa la dezvoltarea ştiintei, artei şi culturii româneşti şi universale - în cel mai înalt for al tarii, Academia Româna:

• Theodor Aman - pictor şi grafician;
• Constantin Angelescu - medic şi om politic;
• Eugen Angelescu - chimist;
• Corneliu Baba - pictor;
• Alexandru Balaci - critic şi istoric;
• Nicolae Banescu - istoric;
• Marcu Botzan - inginer agronom;
• Gheorghe Chitu - publicist şi om politic;
• Dumitru Combiescu - medic;
• Nicolae Condiescu - general şi scriitor;
• Gogu Constantinescu - inginer, inventator;
• George Marin Fontanin. - profesor;
• George Fotino - jurist şi istoric;
• Valentin Georgescu - jurist, istoric, poet;
• Dimitrie Gerota - medic;
• Traian Gheorghiu - fizician;
• Eugen Ionescu - profesor, critic literar;
• Traian Lalescu - matematician;
• Alexandru Macedonski - scriitor;
• Titu Liviu Maiorescu - profesor universitar şi om politic;
• Alexandru Marcu - profesor;
• Duiliu Marcu - arhitect;
• Nicolae Mateesco-Matte - jurist;
• Cristea Mateescu - inginer;
• Ion Gheorghe Maurer - jurist şi om politic;
• Stefan Milcu - medic, biolog;
• Traian Negrescu - inginer;
• Jean Negulescu - regizor;
• Nicolae Petrulian - geolog;
• Dionisie Pippidi - arheolog, istoric;
• Nicolae Popescu - matematician;
• Petre Pandrea - scriitor;
• C-tin Nicolaescu-Plopsor - arheolog şi istoric;
• Gheorghe Niculescu - general-locotenent;
• Nicolae Chiriac Quintescu - critic literar;
• Petrache Poenaru - inginer, inventator;
• Simion Stoilov - matematician;
• Mihai Serban - biochimist;
• Sabba Stefanescu - geolog;
• loan Tanoviceanu - jurist;
• Gheorghe Tatarascu - om politic;
• Nicolae Titulescu - diplomat şi om politic;
• Gheorghe Titeica - matematician;
• Petre Vancea - medic;
• Nicolae Vasilescu-Karpen - inginer;
• George Vâlsan - geograf;
• Amilcar Vasiliu - inginer agronom;
• Vlad Voiculescu - medic;
• Stefan Voitec - om politic;
• Ludovic Mrazec - geograf;
• C-tin Radulescu-Motru - filosof;
• Ilie Murgulescu - chimist.

Acestor elevi de exceptie li se alatura o seama de alte personalitati de prima marime ale culturii nationale, şi nu numai: Traian Demetrescu, Felix Aderca, Eugen Ionescu, Petre Pandrea, Gib Mihaescu, Al. Macedonski, Alexandru Firescu, Ovidiu Ghidirmic, Alexandru Mironov, Adrian Paunescu, Victor Parhon, Mihai Migel Gelep, Jean Nitescu, Costache Petrescu, Eustatiu Stoenescu, Eugen Târu, Ion Tuculescu, Ovidiu Barbulescu, Gabriel Bratu, Eustatiu Gregorian, Constantin Bobescu, Lazar Filip, Nicolae Julea, Ion Vasilescu, Aristide Cantorichi, Ronald Bulfinschi, Manu Nedeianu, Amza Pellea, Lamia Beligan, Valer Delacheza, Constanta Nicolau, Tudor Gheorghe, Daniela Crasnaru, Doina Dragut, Gabriel Chifu.

De-a lungul timpului, rezultatele deosebite ale elevilor au consacrat Colegiul National "Carol I" la nivel international. Elevii, îndrumati de profesori de exceptie, au adus şcolii lor, dar şi României, 52 de premii internationale, dintre care 17 medalii de aur, 22 de medalii de argint şi 13 medalii de bronz.

De asemenea, foarte multi absolventi ai Colegiului National "Carol I" sunt admişi la prestigioase institutii de învatamânt superior din strainatate, unde sunt apreciati pentru rezultatele obtinute. Atât profesorii, cât şi elevii au participat de-a lungul timpului la parteneriate cu alte şcoli din tara sau din strainatate. Astfel, prin intermediul schimburilor interculturale, ei au avut posibilitatea sa vina în contact cu elevi şi profesori din Franta, Italia, Belgia, Spania sau Germania.