Raksilan lukio toimii vuonna 1958 valmistuneessa Signe ja Ragnar Piiraisen suunnittelemassa koulurakennuksessa, joka tunnetaan myös vanhana Oulun normaalilyseon koulutalona. Raksilan lukion rakennus on arvioitu Pohjois-Pohjanmaan rakennettu kulttuuriympäristö 2015 -inventoinnissa maakunnallisesti arvokkaaksi rakennetun kulttuuriympäristön kohteeksi, ja se sijaitsee valtakunnallisesti merkittävän kulttuuriympäristön, Puu-Raksilan, vieressä.

Raksilan lukion koulurakennuksen suunnitteleminen aloitettiin jo 1950-luvun loppupuolella, kun kaupunkiin perustettiin neljäs valtion oppikoulu, Merikosken yhteislyseo. Uusi oppikoulu toimi aluksi Oulun keskustassa Rantakadulla Svendelinin talossa, mutta se oli kuitenkin ahdas kahdeksanluokkaisen oppikoulun tarpeisiin. Uuden koulutalon suunnitteleminen aloitettiin heti koulun perustamisen jälkeen. Tontti uudelle koulutalolle hankittiin Raksilasta, ja arkkitehdit Signe ja Ragnar Piirainen laativat rakennukselle piirustukset. Rakentaminen aloitettiin tammikuussa 1957, ja loppukatselmus pidettiin 30. kesäkuuta 1958. Valmistuttuaan rakennus oli kaupungin suurin ja uudenaikaisin koulutalo. Kun Merikosken yhteislyseon koulutyö alkoi talossa syksyllä 1958, koulussa oli yhteensä 860 oppilasta. Koulutalon vihkiäisjuhla pidettiin 11. helmikuuta 1959.

Raksilaan rakennettu Merikosken yhteislyseon uusi koulutalo oli 1950-luvun lopulla Oulun kaupungin modernein ja tilavin koulurakennus. Oulun yliopiston toiminnan alkamisen ja Pohjois-Suomen opettajapulan myötä Ouluun esitettiin vuonna 1959 perustettavaksi normaalilyseota, joka parantaisi opettajaopiskelijoiden harjoittelumahdollisuuksia. Kouluhallituksen tekemä aloite Oulun normaalilyseosta hyväksyttiin alkuvuodesta 1960. Oulun normaalilyseo päätettiin muodostaa Merikosken yhteislyseosta, koska se oli valtion oppikoulu, tyttöjen ja poikien yhteinen yhteislyseo ja sillä oli uusi moderni koulutalo. Merikosken yhteislyseo ehti toimia uudessa koulurakennuksessa vain kahden lukuvuoden ajan 1958–1960. Koulu muuttui 1. syyskuuta 1960 alkaen Oulun normaalilyseoksi.

Oulun normaalilyseo aloitti toiminnan rakennuksessa lukuvuonna 1960–1961, ja se juurtui merkittäväksi osaksi Raksilan ja Karjasillan kaupunginosien maisemia. Uusi valtion koulu houkutteli oppilaita hyvillä opetustiloilla, osaavalla opettajakunnalla ja keskeisellä sijainnilla. Uusi koulu nousi arvostuksessa kaupungin vanhojen oppikoulujen rinnalle. Normaalilyseo oli lukuvuoden 1964–1965 päätteeksi kaupungin oppikouluista toiseksi suurin 800 oppilaalla. Oulun normaalilyseo lakkautettiin peruskoulu-uudistuksen yhteydessä valtion oppikouluna lukuvuoden 1973–1974 päätteeksi. Opettajien harjoittelukoulu siirtyi yliopiston alaisuuteen, ja toiminta jatkui Oulun normaalikouluna syksystä 1974 alkaen.

Kun normaalilyseo liitettiin peruskoulu-uudistuksen yhteydessä Oulun yliopiston alaisuuteen, heräsi toive saada koulu Linnanmaalle lähelle yliopistoa. Samaan aikaan Oulun kauppakoulun vanha talo Kuusiluodossa oli käynyt ahtaaksi. Oulun kaupunki ja valtio tekivät näin ollen vaihtokaupan, jossa kaupunki sai Normaalikoulun rakennuksen Raksilasta ja valtio Kauppakoulun kiinteistön Kuusiluodosta sekä lupauksen Normaalikoulun uusista tiloista Linnanmaalle. Normaalikoulu muutti Raksilasta uusiin tiloihin Linnanmaalle kesällä 1983, jonka jälkeen koulurakennusta kunnostettiin ja siihen rakennettiin laajennusosa vuonna 1984. Kauppaoppilaitos pääsi muuttamaan Kuusiluodosta Raksilaan kesällä 1985. Raksilan koulurakennuksessa opiskeli 1990-luvun alussa lähes 700 kauppaoppilaitoksen oppilasta.

Kauppaoppilaitos kärsi Raksilassakin tilanahtaudesta, ja sille suunniteltiin ja rakennettiin uudet tilat Kaukovainiolle. Kauppaoppilaitos muutti pois Raksilasta kesällä 2003. Kauppaoppilaitoksen muuton jälkeen rakennus peruskorjattiin, ja se jäi Oulun ammattikorkeakoulun Liiketalouden yksikön käyttöön. Oulun ammattikorkeakoulu päätti vuonna 2016 siirtää pääkampuksen Linnanmaalle. Päätös koski myös Raksilan liiketalouden yksikköä. Oulun kaupunki osti Raksilan koulutalon takaisin omistukseensa vuonna 2018. Rakennuksen peruskorjaus lukio-opetuksen tarpeisiin 900–950 opiskelijalle toteutettiin ammattikorkeakoulun muuton jälkeen lukuvuoden 2020–2021 aikana.

Lukio-opetus palasi rakennukseen lähes 40 vuoden jälkeen elokuussa 2021, kun Merikosken lukio ja Oulun Lyseon lukio muuttivat Raksilaan. Lyseo toimii Raksilassa 2021–2023 oman koulutalonsa peruskorjauksen ajan. Pateniemen lukio muutti Raksilaan kesällä 2023, ja Merikosken lukio sekä Pateniemen lukio yhdistyivät uudeksi Raksilan lukioksi lukuvuodesta 2023–2024 alkaen. Raksilan lukion myötä vuonna 1958 valmistunut koulurakennus palasi taas alkuperäiseen käyttötarkoitukseensa, ja se houkuttelee jälleen lukiolaisia hyvillä opetustiloilla, osaavalla opettajakunnalla ja keskeisellä sijainnilla.