為積極推動國際教育，擴展學生國際視野，在臺中市教育局積極聯繫規劃與爭取之下，促成了本校與美國加州名校Fairmont Private School的「雙聯學程」合作計畫。108年2月27日更在臺中市副市長楊瓊瓔見證下，於臺中市政府進行與Fairmont Private School合作簽約儀式。 


本校長年深耕國際教育，每年皆與美國、法國、日本的學校交流互訪，106學年度更是臺中市公立高中唯一榮獲「國際學校獎」認證的學校，也因此獲得美國加州名校Fairmont Private School的認可，同意簽定「雙聯學程」的合作計畫。 

本校為拓展學生國際視野，並與全球頂尖大學接軌，於2019年2月起與美國費爾蒙特高中合作，辦理「臺美雙聯學程」，同年也與英國普利茅斯城市學院、英國雪菲爾大學、荷蘭阿姆斯特丹大學簽訂合作備忘錄(MOU)，2020年更持續與澳洲雪梨大學、瑞士飯店暨商業管理學院進行MOU簽訂事宜。2021年起，本校與亞洲大學簽署兩校「國際雙聯學位」合作協議書，攜手推動「國際人才培育一條龍」雙聯學位計畫。透過持續開拓的海外升學管道，提供二中學子更多元、更廣闊的升學進路。


為提供本校有志到美國就學的同學一個更便捷的升學管道，本校於2021年(民國110年)3月4日與美國箴言高中(Living Word Lutheran High School)簽訂MOU。參加計畫學生每年需繳交美國箴言高中學費，而透過兩校學分折抵的機制，補足不足的課程時數後，可同步取得臺中二中及美國箴言高中兩校的畢業證書，並保障錄取美國伊利諾大學等合作簽約學校。

兩校(常為跨國)簽署合約協議，建立彼此承認之共同課程，協助所屬學生至對方學校進修或在本校修習對方課程，並於符合雙方畢業資格後，取得兩校畢業證書。

1953年創校於加州(California)，該校是經美國教育部門、西部各州院校協會及全美獨立私立協會認證的精英私立學校。學校以高階數學、工程學及醫學課程出名，重視電腦與科技，擁有新穎教學設備，該校教學嚴謹，學生在SAT等標準化考試中，成績表現非常優異。 

美國

費爾蒙特私立中學

美國

箴言高中

美國箴言高中位於美國中西部威斯康辛州(Wisconsin)，是全球最大的私立教育系統美國協和(Concordia)系統中的一流附屬中學。箴言高中是一所具有創新辦學理念的中學，注重培養學生獨立思考，鼓勵實踐以及創新領導能力的培養。箴言高中致力於將其學生培養成為未來全球各行各業的領軍人物。

免試入學錄取臺中二中，且國中會考英語及數學兩科成績皆為「基礎」以上等級，並至少一科為「精熟」等級。