1951年，衡水县成立第一所初级中学“衡水县中学校”。

1952年，校名改为“衡水县初级中学”，并规划石家庄专署领导。

1956年，校名改为“河北衡水中学”，增设高中部，成为完全高中。

1962年，河北省教育厅确定学校为全省十所重点中学之一。

1963年，河北省教育厅确定学校为全省首批“小宝塔”重点中学。

1968年，河北衡水中学归属衡水县人民政府领导。

1971年，校名改为“衡水县五七技校”。

1976年，校名改为“衡水县五七大学”，学制3--6个月。

1978年，校名改为“河北省衡水中学”，并被省教育厅确定为河北省首批办好的重点中学。

1992年，撤销初中部，学校改为三年制高级中学。

1994年1月，经省教委检查评比，该校被评为“卫生保健合格学校”。

1996年，学校上划地级衡水市，由市教委直管。同年8月，学校确定校训。

1997年，学校被正式批准为正处级单位。

1998年，被河北省教育厅确定为河北省首批示范性高中。

1999年4月23日，学校被确定为“全国教育科学‘九五’规划教育部重点课题——诱思探究教学深化探索重点实验研究基地。”

2022年8月26日，河北衡水中学归国华侨联合会成立。

2023年3月12日，浙江省镇海中学、河北衡水中学、济南市历城第二中学、南京外国语学校、复旦大学附属中学、福建省福州第一中学、湖北省武昌实验中学、湖南师范大学附属中学、华南师范大学附属中学等九所高中联合成立“新时代中国卓越高中九校发展共同体”（简称“c9共同体”）。