1941年，日寇铁蹄践踏下的天津，教育走向殖民化。当时地处荣安街的汇文学校和地处大沽路的新学学校被迫迁址外地办学，日寇将其校址改为天津特别市二中、三中，连同当时的市一中（铃铛阁中学）都成为日伪时期殖民教育的重灾区。

1945年抗战胜利后，市一中（铃铛阁中学）划归河北省，市二中改为一中，市三中改为二中。

不久后，汇文、新学两校相继提出复校收回校址的要求，当时在汇文、新学两所学校的上学的学生开展了一场复校斗争。

1947年5月8日，时任天津市长的杜建时承诺校舍问题将尽快解决。

1947年9月，天津市立中学在原英建兵营（今和平区西安道与贵州路交口）成立。

1948年冬天，学校成为国民党伤兵医院和东北临时中学。

1949年3月6日，天津市人民政府批示天津市立中学更名为天津市第一中学。

1949年，天津市第一个中学党支部在本校成立。

1952年，天津一中开始招收华侨学生。

1968年底，原为男生校的天津一中开始招收女生。

1979年，天津一中被确定为天津市教委直属重点中学。

1985年11月26日，学校成为亚洲革新为教育发展服务计划（apeid）联系中心。

1985年，天津一中教代会的成立，成为学校民主办学的里程碑。

1986年12月22日，受联合国教科文组织中国全委会委托，在该校举办了“中学生产劳动与教育结合实习计划实施全国培训班。

1993年，未来教育家学校成立，为青年教师迅速成长搭建起重要平台。

1998年暑期，该校初中部改为以自身为依托的民办公助学校——天津益中学校。

1999年，天津一中创办网上学校。

2002年，和平中学整建制并入，划拨原和平药厂土地为教育用地。

2002年7月28日，学校整体迁入和平中学原校址办公、教学。

2002年10月20日，学校再次实施搬迁，该校分柳州路、华苑模范小学和一中逸夫楼三个校区办公和教学，住校学生暂借第二南开中学宿舍。

2003年8月，分散的各校区的师生搬入新校舍。

2010年，天津港保税区空港学校天津市第一中学空港分校成立；同年，天津一中“理科创新型人才培养项目”获得教委审批。

2012年10月，天津一中65周年校庆。

2014年9月，“模块整体教学培养学生创新意识的教与学的模式研究”获得首届国家级教育成果二等奖。

2015年，天津一中与加拿大滑铁卢大学签署合作协议，为毕业生建立绿色通道；同年，天津一中在英国爱丁堡的孔子课堂被评为世界先进孔子课堂；同年，天津市第一中学滨海学校成立。

2017年，天津一中建校70周年纪念。

2019年1月7日，天津一中雄安校区成立。

2019年国庆前夕，5名天津一中人获得“庆祝中华人民共和国成立70周年”纪念章。

2019年12月，天津一中图书馆完成提升改造。

2019年，语文、物理、化学学科被评选进入天津市普通高中学科特色课程建设项目名单。

2022年，天津市第一中学被中国科协青少年科技中心认定为英才计划中学培养基地。

2023年8月23日，天津市第一中学与河北雄县第一高级中学签署战略合作协议，共建天津市第一中学雄安校区，天津市第一中学雄安校区正式揭牌。

2024年，天津市第一中学教育集团正式成立，天津市第一中学为牵头校，天津港保税区空港学校、天津市第一中学滨海学校、天津市第一中学雄安校区、天津市第一中学津南学校4所学校为成员校。8月17日，国际著名数学家、清华大学求真书院院长丘成桐教授在上海为我校“丘成桐少年班”授牌。