20世纪60年代初，时任国务院总理周恩来和外交部长陈毅决定创办外国语学校。

1963年，上海、北京、天津、南京等八所外国语学校成立。江苏省教育厅受教育部的委托，负责在南京筹办南京外国语学校。

1990年，南京外国语学校被评为江苏省重点中学。

1999年，南京外国语学校开始对本部和分部校园进行改造。

2002年，南京外国语学校首开中加班，这也是南京市第一个由公办高中开设的国际班。

2006年，南京外国语学校通过剑桥大学国际考试委员会（cie）的检查和审批成为其国际考试中心（注册号cn545），学校开设“剑桥国际高中课程实验班”，引进剑桥高中课程（gce a-level）。

2007年，南京外国语学校开办新南威尔士大学预科项目（中澳预科班）；同年10月，该校体育馆建成，并举行落成典礼。

2003年，南京外国语学校创建仙林分校。

2009年，南京外国语学校本部和分部校园改造全面竣工。

2012年，南京外国语学校开办河西分校以及南京市浦口外国语学校。

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”）。

2023年9月1日，南京外国语学校南部新城校区启用仪式暨2023-2024学年第一学期开学典礼正式举行。