1946년 8월 천주교 전주교구 유지재단에서 전주성심여자중학원으로 설립하였다. 그 뒤 수업연한 6년의 전주성심여자중학교로 개편되었다가 「교육법」 개정에 따라 1952년 4월 분리, 전주성심여자중학교와 전주성심여자고등학교로 개편되었다.
2002년 8월 신축교사 본관동을 준공하였으며, 2003년 11월 강당 및 다목적 특별실을 준공하였다. 2004년 12월 성심우정학사를 준공하였고, 2005년 9월 면학당을 개관하였다.
2009년 11월 특색있는 학교 만들기 선정 / 교육계획서 공모전에서 최우수상을 수상하였다.
교육이념은 ‘하느님의 모상인 인간의 존엄성 고양, 공동 선(善)의 추구, 정직성의 도야’에 두고 있으며, 교훈은 ‘진 · 선 · 미’로 설정, 예수그리스도의 사랑의 정신을 실천하는 데 힘쓰고 있다.
매년 교내체육대회, 전교합창대회, 백일장 및 시화전 등을 개최하고 있으며, 종교행사로는 5월에 성모의 밤 행사, 6월에 예수성심축일 등을 개최하고 있고, 9월에 실시되는 순교자 성월에는 이웃 치명자산의 묘지참배 행사 등을 하고 있다.
2010년 2월 현재 56회 졸업식으로 총 2만 1253명의 졸업생을 배출하였다.