民国12年（1923年）秋，广东省立第六师范学校青年教师钟衍林等人在府城创办私立琼海中学，当年招收新生四个班共200多人，借用府城东门苏泉书院斋舍上课。

民国13年（1924年），学校搬迁至府城西门外大路街五贤祠为课室，并在府城西门外农家土地创建新校舍。

民国19年（1930年），学校设立附属小学。

民国21年（1932年），学校设立附属幼稚园，校址海口东门外。

民国27年（1938年），广州沦陷，学校将部分图书、仪器迁往香港，设立琼海中学香港分校，校址先设青山，不久迁至九龙新界元朗，再迁跑马地，此外分校还设有附属小学；同年，学校在昌感县（现昌江县）设立琼西分校。

民国28年（1939年）2月，日军侵占海南，位于海南的琼海中学本部停办。

民国30年（1941年）冬，琼海中学香港分校停办，后来师生脱险入内地，继续教学和就学。

民国35年（1946年）春，钟衍林返琼接收原校，招收六个班级300人；同年4月，学校复课。

1951年，琼南中学、匹瑾中学并入学校，学校更名为海南师范学院附属中学，直属海南军政委员会文教处领导。

1952年，更名为海南师范专科学校附属中学。

1953年秋，建华中学并入学校，学校更名为广东海南中学。

1959年，被确定为广东省重点中学。

1981年，学校属海南区局级单位，实行省和区两级管理体制。

1988年，海南建省后，更名为海南中学，被定为海南省重点中学。

1995年，被评为海南省计算机实验学校。

2015年9月，被评为全国中小学心理健康教育特色学校。

2016年6月，被评为全国学校体育工作示范校。

2018年1月，被评为全国中小学中华优秀文化艺术传承学校；同年11月，被评为全国青少年校园篮球特色学校。

2020年7月，被评为普通高中新课程新教材实施国家级示范校。

2021年8月，海南中学美伦校区正式投入使用。

2023年11月，被评为全国学校急救教育试点学校。

2024年2月，被评为教育部中小学人工智能教育基地；同年3月，被评为全国中小学科学教育实验校；8月，被评为海南省国家中小学智慧教育平台应用研究重点项目省级实验样本校；11月，被评为国家优秀中小学教师培养计划教育实践学校。