A partir de 1921, l'École perd son particularisme d'École de cavalerie en élargissant son enseignement militaire. Elle obtient alors son label d'école secondaire. Dès 1924, elle opte définitivement pour l'enseignement secondaire et prépare les élèves à la première partie du baccalauréat. Le but est alors de les préparer aux concours d'admission des écoles de sous-officiers et d'officiers.

Le 16 juin 1940, l'École militaire préparatoire d'Autun doit se replier et quitter la ville d'Autun. C'est alors qu'un détachement d'élèves, arrivés en fin de seconde, inscrit l'une des premières pages de l'histoire de la Résistance. Sous les ordres de l'adjudant-chef Grangeret, surnommé "le Lion", les enfants de troupe s'illustrent à Toulon-sur-Arroux, avant de rejoindre leur École, repliée à proximité de Tulle. Le 26 août, l'école quitte Chameyrat (Corrèze) pour s'installer à Valence (Drôme). Elle devient "École d'Autun" et fonctionne sur ce site jusqu'au 1er septembre 1943, date à laquelle elle déménage vers le camp de Thol (Ain).

A partir du 3 mai 1944 la dissolution de l'École est décidée : les plus jeunes élèves quittent les lieux afin de retrouver leur famille. Les plus anciens vont alors rejoindre les maquis de l'Ain et constituent le camp d'Autun. Les enfants de troupe vont participer aux combats de la Libération, en particulier à Ambérieu-en-Bugey, à la Valbonne, à Neuville-sur-Ain. Au cours de ces combats, le jeune Bernard Gangloff est grièvement blessé et décède le 14 juillet 1944 des suites de ses blessures. En 1985, son nom est donné à l'École militaire préparatoire d'Autun qui retrouve ses murs le 20 décembre 1944.

A l'issue de la Seconde Guerre mondiale, l'École retrouve Autun et se développe en ouvrant de nouvelles classes de terminales et, en 1951, en créant la "corniche Mac-Mahon" assurant la préparation du concours à l'ESM de St-Cyr Coëtquidan (avec l'option histoire-géographie). Cette corniche est supprimée en 1965, puis réactivée en 1970. En 1999,