Заняття в інституті розпочалися 1 вересня 1898 р. [6, с. 4] у приміщенні, збудованому для комерційного училища (вул. Воровського, 24), яке на рік взяв в оренду інститут. До початку наступного навчального року вже було споруджено хімічний павільйон і механічні майстерні. Тут, а також у деяких приміщеннях недобудованого Головного корпусу, заняття проводили без перебою [7, с. 12]. Після завершення будівництва (квітень 1902 р.) [2, с. 485] інститут мав у розпорядженні повний комплекс будівель: головний корпус, де розмістилися інженерне, механічне та агрономічне відділення, канцелярія, фундаментальна науково-технічна бібліотека. Організатором останньої був видатний учений, фахівець з етнографії, архітектури та мистецтва, пізніше (з 1919 р.) академік УАН М.Ф. Біляшівський. За час його роботи (1898—1902) бібліотеку було укомплектовано необхідною науковою і педагогічною літературою, а зв'язки, які він зав'язав з вітчизняними та зарубіжними книжковими фірмами, забезпечували постійне поповнення бібліотечних фондів новими надходженнями.
У хімічному корпусі розмістилися хімічне відділення; введено в дію механічні майстерні з центральною електростанцією для освітлення всіх будівель і опалення головного корпусу, будівлі дослідного поля, житло для професорів і лаборантів, студентська їдальня [2, с. 460]. У цих приміщеннях розмістилися також необхідні навчально-допоміжні служби — хімічна лабораторія, лабораторія з хімічної технології і металургії, фізичний кабінет і лабораторія, механічний кабінет і лабораторія для дослідження матеріалів, станція для випробування парових та інших машин, майстерня, кабінет приладів і моделей з геодезії і будівельного мистецтва, лабораторія і кабінет .землеробства та зоотехніки, кабінет зоології, ботаніки, геології та мінералогії, лісознавства, метеорологічна станція. Викладачі та студенти обладнали двір для худоби, сільськогосподарську ферму, підготували дослідне поле, висадили сад [8, с. 3].
Створена матеріальна база цілком задовольняла навчальний процес і науково-дослідну роботу, що провадилася в інституті, Д. І. Менделєєв, який очолював Комісію державних іспитів першого випуску КПІ 1903 р., мав можливість всебічно ознайомитись зі станом наукової і навчально-методичної роботи в інституті, його матеріальною і навчально-виробничою базою, лабораторіями і їх обладнанням. У доповідній записці Міністерству фінансів Д. І. Менделєєв писав: «...Я бачив більшість кращих лабораторій Західної Європи, не кажучи вже про російські лабораторії вищих навчальних закладів, і вважаю, що лабораторії, кабінети і майстерні Київського політехнікуму вирізняються з-поміж усього мною баченого не лише сучасністю і багатством обладнання, а й різноманітними вдосконаленнями пристосувань, призначених для студентських занять, що особливо заслуговує на увагу» [9, с. 159].
Інститут підпорядковувався Департаменту торгівлі і мануфактур Міністерства фінансів. Безпосереднє керівництво ним покладалося на директора, раду, правління інституту та деканів відділень. Директор інституту затверджувався урядом за поданням Міністерства фінансів. До ради інституту, яку очолював директор, входили професори всіх відділень. Секретаря ради обирали на чотири роки. До складу правління інституту входили декани відділень, інспектор, представники міської Думи, Біржового комітету, Київського відділення російського технічного товариства і Київського товариства сільського господарства. Декани відділень — професори факультетів — призначалися Міністерством фінансів за поданням директора інституту терміном на чотири роки [10, с. 9]. Перший штатний розклад інституту включав 23 ординарних і 12 екстраординарних професорів, 10 викладачів різних предметів, 14 лаборантів і невелику кількість допоміжного персоналу [11, с. 26].
Першим директором КПІ (1898—1902) був видатний учений, талановитий педагог, блискучий організатор вищої технічної освіти в Росії і Україні проф. В.Л. Кирпичов. Деканами відділень були відомі вчені й умілі організатори навчального процесу професори К.О. Зворикін (механічний і за сумісництвом інженерний факультети), М.І. Коновалов (хімічний), М.П. Чирвінський (агрономічний).
Слід зауважити, що інженерне відділення, відкрите водночас з іншими, дістало організаційну самостійність значно пізніше. Спершу ним керувала рада інституту, пізніше, майже два роки, декан механічного відділення за сумісництвом виконував обов'язки декана інженерного відділення. Усе це несприятливо відбивалося на його роботі, оскільки затримувалися оснащення лабораторій, добір кадрів. На старших курсах деякі предмети не викладалися (курс мостів, місцевих шляхів, технології будівельних матеріалів) або викладалися нерегулярно, з перервами (курс геодезії та ін.), що викликало стурбованість ради інституту. 1904 р. було створено комісію, яка виявила причини недоліків у роботі відділення. За її матеріалами, 22 травня 1904 р. рада інституту винесла спеціальну ухвалу, в якій чітко визначався статус відділення як самостійного факультету по підготовці інженерів шляхів сполучення [12, с. 34]. Відділення очолив проф. Д.П. Рузський. Було зміцнено професорсько-викладацький склад відділення, тут почали працювати досвідчені педагоги, професори В.Л. Кирпичов і В.В. Пермінов, Є.О. Патон. 1906 р. Є.О. Патон став його деканом. Стан справ у відділенні значно поліпшився [12, с. 34], його випускники — інженери-будівельники шляхів — швидко зарекомендували себе на виробництві як фахівці, що добре розуміються на своїй справі [12, с. 35.].
Згідно з положенням про КПІ (1898), для забезпечення викладання усіх предметів в інституті було створено 35 кафедр: математики — дві, теоретичної механіки — одна, прикладної механіки — чотири, механічної технології — три, фізики — одна, електротехніки — одна, будівельного мистецтва та архітектури — шість, хімії — три, хімічної технології — три, технології будівельних матеріалів — одна, металургії — одна, зоології — одна, ботаніки — одна, землеробства — дві, зоотехніки — дві, сільськогосподарської технології і статистики — одна, геології і мінералогії — одна, політекономії і статистики — одна [13].