Nachdem die Landesregierung Anfang 2013 die Einrichtung eines neuen Musikgymnasiums in Stuttgart beschlossen hatte, konnte dieser neue Zug – ein Kooperationsprojekt in enger Zusammenarbeit mit Musikhochschule und Stuttgarter Musikschule – im September 2013 am Eberhard-Ludwigs-Gymnasium seine Arbeit aufnehmen. Neben dem bestehenden Musikzug – der allen Interessierten offensteht – bietet das Ebelu inzwischen also für musikalisch hochbegabte Schülerinnen und Schüler den Musikgymnasiumszug an. Voraussetzung für die Aufnahme in diesen Zug ist das Bestehen einer Aufnahmeprüfung, die an der Musikhochschule von Vertretern der beteiligten Institutionen abgenommen wird.
Der Musikgymnasiumszug beinhaltet eine gymnasiale Ausbildung, die ganz besonders auf die Bedürfnisse von Schülerinnen und Schülern eingeht, die viel Zeit für ihre instrumentale Ausbildung aufwenden müssen bzw. wollen. Künstlerisch begründete Abwesenheitszeiten (z. B. aufgrund von Wettbewerben oder Kursteilnahmen) können durch Nachführungsunterricht aufgefangen werden. Wie im Musikzug erhalten auch die Schülerinnen und Schüler des Hochbegabtenzuges verstärkten Musikunterricht; dieser Unterricht wird teilweise von Hochschullehrern erteilt, die ans Ebelu kommen um zu unterrichten. Daneben erhalten die Musikgymnasiasten Unterricht in ihrem instrumentalen (bzw. vokalen) Hauptfach je nach Wahl auch von Lehrern der Musikhochschule oder der Musikschule, falls sie nicht bei ihrer bisherigen Lehrkraft bleiben möchten. Darüber hinaus gibt es weitere Angebote in Hörerziehung, Musiktheorie, Musikgeschichte, Stimmbildung/Gesang, Schlagtechnik/Dirigieren, die – teils auch erst in den fortgeschrittenen Jahrgängen – belegt werden können. Auf einem gesonderten Zeugnisbeiblatt werden die Leistungen in diesen Exzellenzfächern jährlich von der Musikhochschule attestiert.
Überäume für die Schülerinnen und Schüler gibt es sowohl im Ebelu als auch in den Räumen der Kooperationspartner Musikhochschule und Stuttgarter Musikschule; darüber hinaus stehen die beteiligten Institutionen den Schülerinnen und Schülern mit ihrer gesamten Infrastruktur (z. B. Mensa, Bibliothek) zur Verfügung.
Auch im Musikgymnasiumszug erwerben die Schülerinnen und Schüler am Ende der Kursstufe das Abitur, d. h. die allgemeine Hochschulzugangsberechtigung für alle Studienfächer. Parallel dazu gibt es aber die Möglichkeit, schon im Laufe der Schulzeit bestimmte Module des Bachelorabschlusses an der Musikhochschule zu erwerben.
Nach Bestehen der Aufnahmeprüfungen können zu Beginn jedes Schuljahres ca. 16 Schülerinnen und Schüler in die jeweils 5. Klasse aufgenommen werden. Auch weiterhin wird es – unter Berücksichtigung der Kapazitätsgrenzen – neben dem Neueinstieg in die Klasse 5 noch die Möglichkeit geben, als Quereinsteiger in den Hochbegabtenzug des Eberhard-Ludwigs-Gymnasiums zu wechseln.
Die Schülerinnen und Schüler des Musikgymnasiumszugs sind in den Schulalltag der gesamten Schule integriert. Zwischen dem Musikzug und dem Hochbegabtenzug besteht im Rahmen der vorgegebenen Bestimmungen eine gute Durchlässigkeit in beiden Richtungen.