1940년 3월에 4년제 강릉공립고등여학교로 설립되었다. 같은 해 4월에 강릉문묘를 임시교사로 하여 첫 입학생을 받아, 영동지역 최초의 고등여학교로서 개교하였다.
1944년 3월에 최초로 졸업생 47명을 배출하였으며 광복 후 초대교장에는 조선건국묵호협회장(朝鮮建國墨湖協會長)인 원흥균(元興均)이 취임하였다. 1947년 교명을 강릉공립여자중학교로 개정하고 수업연한을 6년으로 연장하였으며, 1948년 6년제 학생 8명이 최초로 졸업하였다.
1951년 학제변경으로 강릉여자고등학교와 강릉여자중학교로 개편되었다. 1959년에 강릉여자실업고등학교로, 1964년에는 강릉여자종합고등학교로 교명을 개정하고 보통과 · 상업과 · 가정과의 15학급으로 확장하였다.
1970년에 강릉여자중학교가 완전 분리되었으며, 1973년 강릉여자고등학교로 교명을 개정하고 상업과와 가정과를 폐지, 보통과 24학급으로 확장하였다. 교훈은 ‘순결(純潔) · 협화(協和) · 근면(勤勉)’으로서, 지덕(知德)을 겸비한 여성인력을 양성함에 주력해오고 있다.
특별활동으로는 매년 교지 ≪화부산 花浮山≫과 계간으로 학교신문인 ≪목련춘추≫, 영자신문인 ≪Magnolia Garden≫을 발간하고 있으며, 현악반 · 관악반 · 사물놀이반 · 천체관측반 · 연극반 등 46개 동아리의 활동이 활발하고 특히 ‘목련문학회’의 활발한 활동으로 많은 문인을 배출하였으며, 배구부 · 스키부 등 운동부의 활약이 두드러진다. 1997년 현재 30학급으로 편성되어 있으며, 졸업생은 53회에 총 1만8406명을 배출하였다.