1916년 4월 종동(鐘洞)에서 전주간이공업학교로 설립되었다. 설립 당시 2년제로 시작하여 지물과(指物科) · 만물과(挽物科) · 죽공과(竹工科)의 3개 과를 두었다가, 1918년 죽공과를 폐지하고 칠물과(漆物科)를 신설하였다.
1922년 전주공립공업보습학교로 개칭하였으며, 1923년 만물과와 칠물과를 폐지하고 가구과를 신설하였다. 1927년 본과를 졸업한 뒤에 진급하는 1년제의 연구과를 신설하였으며, 1930년 지물과를 폐지하고 건축과를 신설하였다.
1936년에 칠공과를 신설하였고, 1938년 3년제의 전주공립공업전수학교로 개편되면서 가구과를 폐지하고 토목과를 신설하였다. 1942년 전주공립직업학교로 개편하여 칠공과를 폐지하고 공예과를 신설하였으며, 1944년에 4년제 전주공립공업학교로 개편되었다.
광복 후 1945년 10월 초대 교장에 오상수(吳祥洙)가 취임하였으며, 1946년 공예과를 폐지하고 화학제품과를 신설하였고 이듬해에 방직과를 신설하였다. 1949년 6년제 전주공업중학교로 개편되었다가, 「교육법」 개정에 따라 1950년 전주공업고등학교로 개편하고 토목과와 건축과를 두었다.
1951년에 응용화학과와 방직과를 신설하고 1959년에 다시 전기과와 기계과를 신설하였으며, 1971년에는 기계과에 야간부를 신설하고 1973년에 노동청 추천 특수과정의 야간부 전기과가 신설되었다. 1974년 야간부에 전기과와 화공과를 증설하고 1978년 전주건설공업고등학교로 교명이 변경되었다.
1981년 3월에 건축과 · 토목과 · 기계과 · 전기과 · 중기정비과의 5개 학과로 편성하고 같은 해 12월에 현재의 위치로 교사를 신축, 이전하였다. 1987년부터는 건축과에 1학급의 여학생을 특별전형으로 모집하여, 3학급의 여학생 반을 두었다. 1988년 전주공업고등학교로 개칭되었으며, 1989년 1년제 2학급의 부설직업훈련과정이 개설되었다.
1992년 3월 전자계산기과를 신설하였고, 1994년 5월 개교 78주년 기념 교훈탑을 건립하였다. 1996년 4월 체육관인 여의관을 준공하였으며, 1998년 9월 전주 공동실습소를 준공하였다. 1999년 1월 특별관을 준공하였고, 1999년 2월 급식소를 준공하였다.
2003년 10월 기숙사 청솔관을 개관하였으며, 2009년 축구부 생활관인 호생관을 개관하였다.
교육목표는 ‘지성 · 용기 · 창조’로 설정하여 고도 산업사회에 기여할 우수한 기능인 양성에 역점을 두고 있다. 재학생들의 기능사자격증 취득율이 높으며, 제23회 전국기능경기대회 컴퓨터 조립 부문에서 금상을 차지한 바 있다.
그 밖에 축구부, 관악대 등의 활동도 활발하여 1948년에 창단된 축구부는 전국규모대회에서만 여러 차례 우승하였고, 관악대는 1946년에 창설되어 매년 연주회를 개최하는 등 전북 지방의 음악발전에 기여하고 있다.
2010년 3월 현재 48학급에 재학생 1,449명, 교원 135명이다.