Attacken skedde under morgonbönen på lördagen.
– Det var folk som bad, folk som tvättade sig och det fanns människor som sov på övervåningen, inklusive barn, kvinnor och gamla människor, sade vittnet Abu Anas.
Uppgifterna om hur många som dödats varierar: räddningsmanskap i den av terrorstämplade Hamas kontrollerade Gaza stad hävdade att 93 personer dödats.
Israel bekräftar att minst 19 militanta palestinier dödats i attacken.
"Det kan nu bekräftas att minst 19 Hamas- och islamiska jihadist-terrorister eliminerats", lyder ett uttalande från Israels militär (IDF). Militären räknar även upp namnen på de dödade.
"Precisionsammunition"
Ett tjugotal höga militärer inom Hamas och Islamiska jihad ska ha befunnit sig i skolan, enligt IDF som hävdar att Hamas överdrivit antalet döda i angreppet.
Enligt IDF opererade dessa från Hamas kommandocentral som fanns i byggnaden, och planerade attacker mot Israel och dess säkerhetsstyrkor.
"Attacken genomfördes med tre laddningar precisionsammunition", fortsätter IDF och hävdar samtidigt att "inga allvarliga skador gjordes på byggnaden där terroristerna höll till".
Uppgifterna har inte bekräftats av oberoende medier eller organisationer.
Skolan var härbärge för många internflyktingar som tvingats lämna sina hem i kriget mellan Hamas och Israel.
USA kräver detaljer
Den israeliska attacken fördöms av flera länder som står Israel nära.
Vita huset säger att man är "djupt oroat" över att civila dödats i attacken mot en skolbyggnad i Gaza stad.
Den biträdande talespersonen för USA:s nationella säkerhetsråd, Sean Savett, skriver i ett uttalande att USA "efterfrågar ytterligare detaljer" om händelsen.
Den brittiske utrikesministern David Lammy skrev på X att han var "förfärad" över den israeliska attacken. Lammy kräver "ett omedelbart eldupphör" i Gaza.
EU: Finns ingen ursäkt
Även Frankrikes utrikesdepartement fördömde attacken i starka ordalag:
"I flera veckor har skolbyggnader blivit attackerade vid upprepade tillfällen – med ett smärtsamt högt antal civila offer".
EU:s utrikeschef Josep Borrell säger sig vara "förskräckt".
"Minst tio skolor har varit måltavlor de senaste veckorna. Det finns ingen ursäkt för dessa massakrer", skrev Borrell på X.
Enligt FN har minst 477 av 564 skolor i Gaza attackerats och skadats sedan kriget bröt ut. I juni dödades minst 33 personer i ett israeliskt angrepp mot en skola i centrala Gaza.
Israel har skyllt civila dödsfall i Gaza på Hamas och säger att extremistgruppen äventyrar vanliga Gazabors liv genom att använda skolor och bostadsområden som baser för operationer och attacker.
Fakta: Gazakriget
Den islamistiska extremistgruppen Hamas anföll Israel på morgonen lördagen den 7 oktober förra året. Omkring 1 150 personer beräknas ha fallit offer för terrorattacken, merparten av dem civila, och fler än 200 personer togs som gisslan.
Israel svarade med att förklara krig och har belägrat Gaza, bombat landremsan ihållande och gått in med markstyrkor i uttalat syfte att tillintetgöra terrorstämplade Hamas.
Enligt Hamaskontrollerade myndigheter har fler än 39 600 människor dödats i israeliska anfall i Gaza sedan krigsutbrottet. Stora delar av områdets bebyggelse har jämnats med marken och hjälporganisationer larmar om svår hungersnöd.
Fler än 100 personer hålls enligt Israel fortfarande gisslan i Gaza, sedan ungefär lika många släppts i utväxlingar och ytterligare några räddats. Många som är kvar befaras dock inte längre vara i livet.