1949년 9월 24일 천안농업고등학교에서 9학급으로 개교하였다. 1954년 4월 10일천안시 원성동 191번지에 부지 45,365.1㎡를 설정한 다음 1955년 12월 26일 천안농업고등학교에서 분리·이전하였다. 1968년 3월 12일 천안중앙고등학교를 병설하였다가 1975년 3월 1일에 병설 고등학교를 분리하였다. 1978년 3월 1일 특별학급 설치를 인가받아 6학급을 편성하였다. 1986년 9월 24일 대강당(학생체육관)을 준공하였으며, 이듬해 3월 1일에는 33학급 규모로 학급증설 인가를 받았다. 1988년 11월 25일 후동 4층 증축을 완공하였으며, 2003년 2월 26일 제3동(소강당·과학동·급식동)을 신축하였다.
교훈은 ‘학행일여(學行一如), 지성(智)·우애(德)·단결(體)’이다. 교목은 향나무이고, 교화는 장미이며, 교조는 비둘기이다. 교육목표는 ‘심신이 건전하고 품성이 바른 사람(건강), 책임감이 강하고 정직·근면한 사람(성실), 도전과 성취로 꿈을 키우는 사람(개척), 지식기반사회에 부응하는 지성을 갖춘 사람(지성)’을 양성하는 것이다.
2010년 현재 도움반(특수학급) 3학급을 포함한 40개의 학급이 개설되어 있으며 학생 총 1,461명이 재학 중이다. 교사 66명과 행정직원 28명 등 총 94명의 교직원이 재직 중에 있다. 2010년 2월 10일 제59회 졸업식을 거행하였으며, 3월 3일 제62회 입학식을 통해 총 470명이 입학하였다.