Nato con la riforma Gentile del 1923 in sostituzione delle sezioni di ginnasio-liceo moderno e di quelle fisico-matematiche degli istituti tecnici, il liceo scientifico aveva incontrato scarso entusiasmo, soprattutto per la limitazione del corso di studi a soli quattro anni. Fu rilanciato dal ministro dell'Educazione Nazionale, Giuseppe Bottai, con “Carta della Scuola”, approvata nel febbraio del 1939. Il documento programmatico contenente i principi, i fini e i metodi della scuola fascista, pur conservando al liceo classico il suo ruolo di scuola eletta, proponeva la rivalutazione degli studi scientifici, ai quali tendeva a riconoscere pari dignità di quella attribuita agli studi classici.

A Casale la procedura di applicazione dell'innovativo documento non tardò a mettersi in moto con la richiesta formale di istituzione di un liceo scientifico cittadino. Il 9 luglio 1941 il Prefetto di Alessandria inviava la comunicazione ufficiale che il Ministero dell'Educazione Nazionale aveva accolto favorevolmente la richiesta casalese, ma rimanevano pochi mesi prima dell'inizio dell'anno scolastico e si dovette adottare la procedura d'urgenza per l'appalto dell'arredamento e delle attrezzature scolastiche. Voluto dalla città di Casale Monferrato, la prima in Piemonte dopo il capoluogo, il Regio Liceo Scientifico ebbe i suoi natali il 16 ottobre 1941.

Venne istituito mentre infuriava il secondo conflitto mondiale, grazie all'attività intensa di alcuni cittadini casalesi, tra cui il sen. Arturo Marescalchi e il gen. Ugo Cavallero, che si erano fatti interpreti presso il ministro Bottai dell'importanza del nuovo indirizzo di studi per lo sviluppo della capitale del Monferrato. Respinta la richiesta di intitolazione a Bruno Mussolini, il figlio del Duce scomparso in un incidente aereo, il Collegio dei Docenti nella seduta del 19 gennaio 1942 deliberava con volontà unanime di intitolare la scuola ai fratelli Palli: Natale, il pilota della leggendaria spedizione di Gabriele D'Annunzio nei cieli di Vienna il 9 agosto 1918, Silvio e Italo, aviatori coraggiosi caduti in azioni di guerra.

A ricoprire la carica di capo d'istituto fu chiamato da Caltanissetta il prof. Giovanni Vizzini, già preside del Liceo Scientifico di quella città, poi sostituito dal prof. Felice Lovera. Voluto dall'intraprendenza e dalla determinazione degli imprenditori dell'industria estrattiva della calce e dei cementi, per la formazione in sede di maestranze ben preparate, il liceo casalese aveva incontrato fin dalla nascita il favore della cittadinanza e al terzo anno contava già, nonostante le difficoltà del periodo bellico, 193 iscritti e un efficiente laboratorio per le analisi necessarie all'industria del cemento.

Al di là della specializzazione scientifica, tra i motivi di successo del nuovo indirizzo fu determinante la presenza di un qualificato gruppo di docenti, tra cui spicca la figura del prof. Carlo Casalegno, per due anni insegnante a Casale Monferrato a partire dall'anno scolastico 1942-43, testimone di cultura e di libertà fino al martirio. Dopo l'8 settembre 1943, favorita dalle durissime condizioni di vita, la diffusa coscienza antifascista incontrava larga adesione in città, soprattutto tra i giovani studenti che parteciparono alla Resistenza sotto la guida coraggiosa del loro preside Felice Lovera.

E mentre Casale veniva dichiarata “località bombardata soggetta a sfollamento”, l'edificio scolastico fu occupato dalle truppe tedesche, che vi insediarono la sede del comando tedesco e gli allievi dello Scientifico trasferiti nei locali dell'Istituto Magistrale. A guerra finita, con l’insediamento del governo militare alleato al comando del cap. Albert Kazan Jefferson, la Scuola ospitava gli ufficiali inglesi e sudafricani.

E’ commovente l’accorato appello, indirizzato in data 15 maggio 1945, dal preside Felice Lovera al sindaco di Casale, e per conoscenza al CNL, per la salvaguardia del materiale scolastico e scientifico in dotazione alla scuola, dopo l'occupazione delle aule da parte delle formazioni partigiane. Al rientro, dopo quei tragici giorni, mancavano all'appello gli studenti del Liceo Scientifico Carlo Casavecchia, Felice Cenacchio e Sergio Sabatini, caduti durante la lotta per la Liberazione e ricordati da una lapide a loro dedicata dai compagni di scuola nell'aula magna recentemente intitolata al loro insegnante, il prof. Carlo Casalegno, ucciso dalle Brigate Rosse nell'autunno del 1977.

Al termine del conflitto un nuovo assalto, questa volta pacifico, da parte di tanti giovani desiderosi di ritrovare una collocazione nella vita civile e di dare un contributo alla ricostruzione del paese. A distanza di tanti anni la bianca costruzione che si affaccia su piazza Castello presenta ancora quel volto grave e austero, così famigliare nel ricordo di tanti studenti, ma il vero cambiamento, invisibile all'esterno, si è registrato all'interno della Scuola che si è aperta al mondo del lavoro, proponendo competitività, alto grado di professionalità e impegno lavorativo serio e responsabile.

Attento ai tempi che cambiano e sensibile alle aspettative dei giovani e delle loro famiglie, l’indirizzo scientifico dell’Istituto Superiore “Balbo” negli ultimi anni si è rinnovato con l'introduzione, accanto ad un corso tradizionale, di due sezioni di sperimentazione informatica (Piano Nazionale di Informatica) e di una di bilinguismo (Tedesco-Inglese), senza mai perdere di vista la centralità dello studente e mantenendo in primo piano la continuità in ingresso con la Scuola Media e in uscita con l’Università.