历史悠久广州市第三中学创建于1863年，前身是圣心中学和明德女中两所教会学校，至今已有百年历史，是广州地区历史最悠久的名校之一。
办学来，三中培育了大批优秀人才，如：中央军事部长杨殷;著名抗日将领、原十九路军参谋长黄强;原广东省副省长兼统战部长杨康华;原广东省副省长李兰芳;原广州市政协副主席梅日新;现广州市政协副主席郭锡龄;享受国务院政府特殊津贴的苏式冬、林仲湘、张炼强、李平日等教授;著名足球专家、原中国足球队主教练苏永舜;著名歌唱家罗天婵;广州市尊师重教促进会会长苏巨汉等。
广州市第三中学，1978年定为越秀区重点中学，1994年成为首批省一级学校。学校拥有60个教学班，3200名学生，教职员工人数192人(教师175人)，其中，特级教师3名，高级教师60人，硕士研究生22人，参加过研究生课程进修班学习的教师有数十人。2011年，该校被指定为广州市第一批创建示范性高中学校之一。2007年通过广东省国家级示范性高中督导验收，评为广东省教学水平优秀等级。
1863年，法国天主教教会在约瑟路(现三中校址)兴建了一间颇具规模的学校，命名为广州圣心书院。该书院以学外文为主，兼修中文，校长是法籍黎神父，教师大多数为外籍修道士，也有少数教中文的中国教师。1914年(民国三年)，改为四年制广州私立圣心中学，1945年，又改名为启育中学。
1925年，天主教广州教区出资，在圣心中学相邻的一块空地上新建了两座楼房，开办明德女子中学，学校全部招收女学生，由当时广东省财政厅长冯祝万的夫人陈秉卿女士任校长。
1952年9月，启育中学与明德女中一起将学校献给政府，合并成广州市第三中学。同时并入三中的还有越山中学，真光中学高中部，南武中学高中部，新中华会计学校，珠海大学，东方无线电学校，导正、华夏、协和等三间名校的联合体。
1952年学校定名为广州三中以来，学校历届领导班子全面贯彻执行党的教育方针政策，努力培养德、智、体、美、劳全面发展的人才。历代三中人“承前启后，继往开来”，保证了学校长盛不衰。学校1978年被评为广州市越秀区重点中学，1993年被评为广东省首批省一级学校，1998年8月，又顺利通过广东省一级学校第一次复评。2006年，学校顺利通过了广东省国家级示范性高中初期督导验收。
2004学年，广州市第96中学并入广州市第三中学.2009学年，广州市第三十四中学并入广州市第三中学，成为广州市第三中学东校区。
