本校創建於民國八年，校名屢更，學制隨異，日治時代，初名「台灣公立台中高等女學校」，為二年制；繼稱「台中州立台中高等女學校」，為四年制，旋又改稱「台中州立第一高等女學校」。台灣光復後，正名為「台灣省立台中第一高等女學校」，後改為「台灣省立台中女子中學」，為三三制之完全女子中學。五十七年政府實施九年國民教育，本校初中部逐年停辦，迄五十九年秋，奉令改制為「台灣省立台中女子高級中學」，民國89年2月1日又奉令改制為「國立台中女子高級中學」。光復後，主校事者有余麗華校長、羅孟平校長、沈雅利校長、何珍淑校長、王澤林校長、石宛珠校長、葉麗君校長、廖福榮校長、楊寶琴校長及現任校長戴旭璋校長，在歷任校長卓越領導與精心經營之下，教學設施甚具規模，師資陣容堅強，學生程度普遍提高，校譽日隆。
現學校教職員工團結和諧，敬業進取，學生真純活潑，奮發向學，使「中女」成為一個充滿「朝氣與愛心」的大家庭。同時師生均一步伐向堅實學術基礎，加強科學研究，弘揚民族文化，實踐公民道德，學習生活知能，鍛鍊強健體魄，培養服務精神及陶鎔勤儉良習的目標邁進。由於學生平時能將整潔、秩序、禮節、勤學、服務之美德貫注於生活中，而且升學成績表現優異，常被教育當局指定為公民教育、電腦教學、輔導工作及科學輔導、資優教育等實驗學校。根據高雄師範大學教授調查研究指出，本校是目前國立高級中學中進步發展最快速的學校之一。
今後，本校仍將本著求新、求行、求實的原則繼續更新，以培養更優秀的青年學子。
