1916년 4월 1일 2년제의 군산공립실과고등여학교(群山公立實科高等女學校)로 설립되어 2학급을 두었다.
설립 당시 군산시뿐만 아니라 인근 지역에서도 유일한 중등여학교로, 초기에는 일본인 학생이 대부분을 차지했지만 전라북도(현, 전북특별자치도)와 충청남도 등지에서 학생들이 모여 점차 한국인 학생도 증가하였다. 설립 당시 성실과 지혜, 순결을 중시하여 덕과 학업을 쌓는 데 주력하였다.
15세에서 17세 되는 50명의 학생이 입학하여, 1918년 2월에 2년제 보통과 학생들이 최초로 졸업하였다. 1921년 4월 군산공립고등여학교로 정식 인가되었으며, 2학급에서 4학급으로 증설하고 수업연한도 2년에서 4년으로 연장하였다. 1924년 1월에는 현 교사(校舍)로 이전, 7학급으로 증설하였다.
광복 후 다시 개교하여 초대 교장에 지동옥(池東玉)이 취임하였으며, 1947년 4월 1일 6년제의 군산여자중학교로 개명하고 학급수도 12학급으로 증설하였다. 1951년 9월 학제 개편에 따라 군산여자중학교와 군산여자고등학교로 개편되었으며, 1970년 9월에 중학교와 고등학교 교사도 분리되었다.
1972년에는 교사 앞에 신사임당상을 건립하여 신사임당의 정신을 본받게 하였다. 교훈은 ‘참되고〔誠〕 · 사랑하며〔愛〕 · 슬기롭게〔智〕’로, 1945년에 설정되었다. 개교 이래 매년 ‘향파제’가 개교기념 축제로 개최되고 있으며, 2007년 11월 초현대식 기숙사 “향파숙”이 준공되어 인재양성의 요람으로 거듭나고 있으며 2005년에는 도서관 운영 교육부 지정 연구학교, 2009년에는 도교육청 지정 수월성교육 시범학교가 되어 운영을 하고 있다. 특별활동으로는 스포츠 클럽 배드민턴부가 2008년과 2009년 연속으로 전국 대회에서 우승한 바 있다.
2010년 현재 학년당 10학급씩 30학급(1,062명)으로 편성되어 있으며, 배출된 졸업생 수는 85회에 총 2만 438명이다.