1945년 4월 당시 초등교육기관밖에 없던 이천 지역의 중등교육 진흥을 목적으로 독지가 이용주(李龍周)로부터 부지를 희사 받아 이천공립농업학교를 설립하였다. 초대 교장으로 이병직이 취임하였으며, 2개 학과 6년제로 출발하였다.
1951년이천중학교와 분리되어 이천농업고등학교로 개편되었고, 농업과와 축산과를 설치하였다. 1952년 제1회 졸업생 64명을 배출하였으며, 1957년 상업과를 신설하면서 이천실업고등학교로 교명을 변경하였다.
1959년 농업토목과를 신설하였고, 1962년 상업과를 농협과로 변경하면서 이천농업고등학교로 교명을 환원하였다. 1974년 임업과를 신설하면서 농협과를 폐지하였고, 1979년 순수 영농후계자의 양성을 목적으로 자영농과를 설치하였다.
그 뒤 지역사회의 제반 여건에 따라 1983년 원예과, 1989년 농산제조과를 신설하였으며, 1990년 농산제조과를 식품가공과로 개편하였다. 1991년이천실업고등학교, 2003년 3월이천제일고등학교로 교명을 변경하였고, 2005년 보통과를 신설하면서 종합고등학교로 전환하였다.
교훈은 ‘높은 이상을 갖고 패기 있게 도전하여 일고인의 가슴에 세계를 품자’이다. 문화예술교육 활성화, 산학협력 강화, 실용적 전문계로의 학과 개편 등에 역점을 두고 교육활동을 전개하고 있다.
전국시범농고종합심사 최우수상, 전국새마을학교종합평가 최우수상, 전국실업계고교운영종합심사 최우수상, 전국새마을교육종합심사 최우수상 등을 수상한 바 있다. 운동부로는 축구부가 활동하고 있다.
2010년 3월 현재 7개 과(농업토목과ㆍ조경원예과ㆍ식품가공과ㆍ전산응용기계과ㆍ디지털전자과ㆍ요업디자인과ㆍ보통과), 45학급에 1,713명의 학생이 재학하고 있으며, 교직원은 158명이 재직하고 있다. 2010년 2월 제59회 졸업식까지 총 16,271명의 졸업생을 배출하였다.