1946년김우동(金雨東)이 사립선산중학교로 설립하여 초대교장에 윤응선(尹應善)이 취임하였다. 1951년 8월에 중학교와 분리하여 3학급 남녀 150명의 선산고등학교로 개편되었으며, 교장에 윤응선이 취임하였다.
1953년 3월 고등학교 개편 이후 제1회 졸업생 38명을 배출하였고, 같은 해 5월에 9학급으로 증설하였다. 1963년에 보통과 2학급, 농업과 1학급으로 편성하였다가 농업과는 1973년부터 모집을 중단하였다. 1966년 3월에 공립학교로 전환하였으며, 1976년 3월 선산여자고등학교가 분리되었고, 1980년부터는 매학년 2학급을 모집하고 있다. 1998년 7월에 선산고등학교 교사가 신축되었으며, 2001년에 생활관(우정학사)을 신축하였고 2003년 3월에 중·고 교무실을 분리 운영하였다. 2009년 10월에는 기숙형 공립고등학교로 선정되었으며, 같은 해 경상북도교육청 생활지도 최우수교로 선정되었다. 2010년 1월에는 영어교과 교실제(B-2형) 도지정 연구학교로 선정되어 운영 중에 있으며, 3월에는 교육과학기술부 지정 자율학교로 선정되었다. 2014년 3월 선산여자종합고등학교와 통합하여 남여공학으로 되었다.
2010년 2월 제58회 졸업식에 졸업생 6,812명을 배출하였다. 2010년 현재 12학급에 462명, 교직원 26명이다.
교훈은 개교시에는 ‘자주독립·지성진리·천품발휘’를 교훈으로 세웠으나 1977년부터 현재 교훈인 ‘정직·근면·협동’으로 결정하여 이의 실천에 힘쓰고 있다.
학생 동아리 활동으로는 수학동아리, 방송부, 현시연(만화그리기), 일본어회화, 아이디스(기독교동아리), 밴드부, 댄스부, REPLAY(축구), G-nip(테니스), SLAM(농구)반, 풋살반, 족구반, 배드민턴반 등 18개 동아리 활동에 294명이 활동하고 있다.