草創期 (民國24年~34年)

本校前身—【私立臺北國民中學校】，創設於臺灣光復前10年，校址設於現今臺北市武昌街，當時私立成淵學園內。民國28年改校名為【財團法人私立臺北國民中學】，旋遷校於臺北市大龍峒原省立盲啞學校校址。民國34年8月臺灣光復，同年11月10日改名為【私立大同中學】。

動盪期 (民國34年~46年)

民國35年4月，學校由臺北市政府接管，更名為【臺北市立大同中學】，並遷校於臺北市新生南路現今【幸安國小】校址。民國36年因校舍不敷使用，乃將高中部學生遷入臺北市新生南路【臺北市立金華國中】現址。39年5月，復將初中部遷入。本校自民國39年遷入新生南路校址，43學年度開辦初中夜間部，繼至46學年度復開辦高中夜間部。

茁壯期 (民國47年~85年)

民國47年遷入長春路校址。因政府實施「省辦高中，市辦初中」政策，奉命於民國50年秋停辦高中只辦初中，成為大臺北地區第一志願初級中學。民國57年因實施九年國民義務教育，本校改制為「臺北市立大同國民中學」，對於發展國民教育克盡厥功。民國81年再次改制為「臺北市立大同高級中學」，並附設國中部，成為全國首個自國中改制的完全中學。 

穩健發展期 (民國85年迄今)

85年時校舍已全面完成更新建置，逐年開始強化教學設備及課程，成為全國第一所全校校園無線網路的高中、加強第二外語能力、規劃六年一貫課程，曾連續三年榮獲教育部教學卓越獎。88學年度成立高中部體育班、94學年度成立國中部體育班。96學年度成立英文實驗班及數學實驗班（106學年度轉型英文專修班及數學專修班）；同仁全心致力提升教師專業素養及學生學習成效，校務推展蒸蒸日上，朝向優質高中飛躍前進。