南海中学创办于清光绪33年（1907年），以西湖书院（现广州西湖路360号）为馆舍，名为南海中学堂，首任校长为朱世畴先生。
1910年迁至芦荻巷报资寺旧址（现广州西华路460号广州市南海中学校址）。1912年正式改名为南海中学校。
1922年，南海县当局拟停办南海中学而改办师范。此事经多方争持，最后确定保留南海中学，师范改建佛山，但官方每年不再为南海中学拨款。以旅港南海商会首脑为首的南海殷商，成立南海中学校董会，直到50年代初，负责筹集全部办学经费。
1937年，南海中学成为全国九所（广东省唯一）最优中学之一。
抗日战争开始后，南海中学先后迁避于南海泌冲、麻奢、北村、中山（现珠海）前山等地，1939年与南海县立第一初级中学及县立南海师范学校合并，改称“南海县立联合中学校”，在澳门开课，由李兆福任校长。1941年后联合中学解体，南海中学継续在澳门由校董会资助办学。
1953年，因南海中学校址在广州市，几经变迁，已属广州市管辖，与广州万善中学合并，易名为广州市第十一中学（2007年复名为广州市南海中学）。
1962年，在海外侨胞和居乡侨属大力资助下，作为南海中学的延续——南海县华侨中学在西樵山凤地落成，1968年易名为南海县红卫中学，1974年又易名为南海县西樵中学。
1982年，我校高考成绩已经与重点中学非常接近，1983年，还超出了本县其中的重点中学，成为佛山市同类学校之佼佼者。1982年，获得了佛山市人民政府的嘉奖。1984年，获得了南海县人民政府的特别嘉奖。
1981年10月，县政府接纳旅港澳贤达建议，决定复名重建南海中学。
1983年，县四套班子选址，定在西樵山东麓黄旗峰下现址建设新校。1983年暑假起，以南海中学名义开始招收高一新生。全部新生暂在西樵中学寄读。
1984年6月，举行隆重的南海中学奠基仪式。
1985年9月，新校第一期工程完竣并交付使用。西樵中学高中部全部学生及高一新生迁往新址上课。高中部绝大部分教师与部分设备同时迁往新址。同时，西樵中学划归西樵镇，即为镇属初中。
1988年，我校被确定为县属重点中学。
1989年，隆重礼聘老校友、全国人大常委（现全国政协副主席）马万祺先生为名誉校长。
1989年，成为全省百所表彰学校。
1993年，成为广东省首批一级学校。
2006年，成为广东省心理健康教育示范学校。
2007年，成为国家级绿色学校。
2007年，成为广东省国家级示范性普通高中。
学校现址坐落南粤名山——西樵山东麓黄旗峰下，西樵大桥南端。校园面积338亩，总建筑面积71688㎡，学校设备设施按广东省国家级示范性普通高中标准配齐。纯高中建制，三个年级58个教学班，学生3200多人。在九江镇沙头城区设有南海中学分校，高中三个年级1500多人。全校教职工385人，其中教师255人。
学校素以环境优美、师资精良、管理严格、校风优良、成绩优异而著称。确立“以人为本，和谐发展”的人本办学理念，凸现“绿色生态校园特色”、“伦理型情感管理的人本学校管理特色”和“主体参与、多方互动的班级教育特色”，形成了“低进高出、高进优出”的优秀教学品牌。