1945년 10월에 6년제 여수중학교로 설립되어 옛 장대(將臺) 자리인 현재의 위치에서 개교하였다. 설립 당시 남학생 140명이 입학하였으며, 1951년 학제 변경에 따라 여수고등학교로 개편하여 12학급으로 편성하고 초대교장에는 강요한이 취임하였다.
1952년에 제1회 졸업생 91명을 배출하였고, 1960년에는 여수동중학교를 병설하여 1971년 1월 폐교될 때까지 9회에 총 1,235명을 배출하였다.
2010년 3월 현재 29학급에 재학생 1,028명, 교원 82명이다. 59회 졸업식을 거치며 총 2만 3512명의 졸업생을 배출하였다.
교훈은 1951년 고등학교 개교 당시 ‘충효·실력·희망’으로 제정하여, 나라에 충성하고 부모님께 효도하며 실력 있는 학생으로서 이 나라를 짊어지고 나갈 동량이 되기 위하여 원대한 희망을 가지고 매사에 정진할 수 있도록 힘쓰고 있다.
교기인 탁구와 태권도는 전라남도 대표팀으로 전국대회에서 매년 상위 입상의 실적을 올리고 있으며, 1995년에는 요트부가 창설되어 전국 규모의 대회에서 좋은 성적을 올리고 있다. 성적이 우수한 학생에게 주어진 동문회 장학금과 교육독지가 고(故) 정명민 장학금(1억원)으로 우수학생의 대학 재학시절까지 도와주고 있다.
1986년에는 전라남도 최우수학교로 교육감 표창을, 1996년에는 학교 경영 우수학교로 선정되어 교육부장관 표창을 받았다. 1991년 12월 본관 27개교실를 개축하였고, 1996년 1월 장대도서관을 준공하였으며, 1996년 4월 우정학사를 준공하였다. 1997년도에는 교육환경 개선을 위한 표준화학교 가꾸기 시범학교로 지정되었다.