โรงเรียนทุ่งสงได้ก่อตั้งครั้งแรก เมื่อวันที่ ๒๓ สิงหาคม พ.ศ. ๒๔๘๖ โดยอาศัยโรงธรรมศาลา ในบริเวณวัดชัยชุมพลเป็นสถานที่เรียน โดยมีนายสิริ รัตนรัต ทำหน้าที่เป็นครูใหญ่คนแรก ต่อมาได้ย้ายมาขอใช้สถานที่ราชพัสดุ ติดกับโรงเรียนวัดชัยชุมพลเป็นสถานที่ก่อตั้งโรงเรียน ต่อมาในปี พ.ศ. ๒๔๙๐ โรงเรียนจึงได้รับงบประมาณจากทางราชการให้สร้างอาคารเรียนถาวรในที่ราชพัสดุ ในเนื้อที่ ๒ ไร่ ๓ งาน โดยในระยะแรกเปิดรับสมัครนักเรียนทั้งชายและหญิงเข้าเรียน
     ต่อมาในปี พ.ศ. ๒๕๐๑ จึงได้แยกนักเรียนหญิงออกไปตั้งเป็นโรงเรียนสตรีทุ่งสง จากความคับแคบของเนื้อที่ โรงเรียน ทำให้ไม่สามารถขยายอาคารสถานที่ให้เพียงพอกับจำนวนนักเรียนที่เพิ่มมากขึ้นในแต่ละปี ทำให้ผู้บริหารโรงเรียนในสมัยนั้นได้ดำริที่จะย้ายสถานที่ตั้งโรงเรียนในปี พ.ศ. ๒๕๑๒ นายพินิจ นุ่นพันธ์ ซึ่งดำรงตำแหน่งอาจารย์ใหญ่โรงเรียนทุ่งสงในสมัยนั้น จึงได้ดำเนินเรื่องขอใช้ที่ดินราชพัสดุ บริเวณกองกำกับการตำรวจตระเวนชายแดน เขต ๘ เป็นสถานที่ตั้งโรงเรียนแห่งใหม่ ทางราชการได้อนุมัติ และดำเนินการจัดสร้างอาคารประกอบขึ้นในปี พ.ศ. ๒๕๑๓ แล้วเสร็จ
      จึงเปิดให้นักเรียนเข้าเรียนในสถานที่แห่งใหม่นี้ เมื่อปี พ.ศ. ๒๕๑๖ เป็นต้นมา ถือได้ว่าเป็นยุคใหม่ของโรงเรียน โดยมีลำดับขั้นของการพัฒนาดังนี้
ปี พ.ศ. ๒๕๑๗ กระทรวงศึกษาธิการได้คัดเลือกให้โรงเรียนทุ่งสง เข้าอยู่ในโครงการโรงเรียนมัธยมแบบผสมในส่วนภูมิภาค (ค.ม.ภ. ๑) รุ่นที่ ๒ โดยเริ่มโครงการตั้งแต่ปี พ.ศ. ๒๕๑๘ และสิ้นสุด โครงการเมื่อปี พ.ศ. ๒๕๒๑ ปี พ.ศ. ๒๕๒๐ โรงเรียนได้รับอนุญาตให้เปิดสอนถึงระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย ซึ่งในระยะแรกเปิดสอนเพียง ๒ ห้องเรียนต่อระดับชั้น และได้เปิดเพิ่มเป็น ๘ ห้องเรียนต่อระดับชั้น ในระยะต่อมา ปี พ.ศ. ๒๕๒๔ โรงเรียนได้รับคัดเลือกจากกระทรวงศึกษาธิการ ให้เป็นโรงเรียนดีเด่น ได้รับรางวัลพระราชทานประเภทโรงเรียนดีเด่นขนาดใหญ่ ปี พ.ศ. ๒๕๒๗ กระทรวงศึกษาธิการได้มอบรางวัลให้กับโรงเรียนในฐานะเป็นโรงเรียนผู้ดำเนินการใช้หลักสูตรดีเด่น ในระดับมัธยมศึกษาตอนต้น ปี พ.ศ. ๒๕๓๐ ได้รับการยกย่องเชิดชูเกียรติจากกระทรวงศึกษาธิการให้เป็นสถานที่ศึกษาที่จัด กิจกรรมจริยศึกษาดีเด่น ส่วนภูมิภาค ปี พ.ศ. ๒๕๓๑ สมาคมผู้บริหารโรงเรียนมัธยมศึกษาแห่งประเทศไทย ได้ยกย่องผู้บริหารโรงเรียนทุ่งสง (นายศุภมน เสาหฤทวงศ์) เป็นผู้บริหารโรงเรียนมัธยมศึกษาขนาดใหญ่ดีเด่น ในเขตการศึกษา ๓ ปี พ.ศ. ๒๕๓๔ เป็นโรงเรียนหน่วยเบิกกรมสามัญศึกษา ประจำคลัง ณ อำเภอทุ่งสง จังหวัดนครศรีธรรมราช ปี พ.ศ. ๒๕๓๖ รับนักเรียนมัธยมศึกษาตอนต้นแบบสหศึกษา โดยเริ่มจากชั้นมัธยมศึกษาปีที่ ๑ (ในปีการศึกษา ๒๕๓๘ รับนักเรียนแบบสหศึกษา ทั้งระดับมัธยมศึกษาตอนต้นและมัธยมศึกษาตอนปลายครบทุกระดับชั้น) ปี พ.ศ. ๒๕๓๗ โรงเรียนทุ่งสงเป็นโรงเรียนโครงการร่วมโรงเรียนกีฬาจังหวัดนครศรีธรรมราช ปี พ.ศ. ๒๕๓๙ โรงเรียนได้รับการคัดเลือกจากกรมสามัญศึกษาเข้าร่วมโครงการห้องสมุดกาญจนาภิเษก และโครงการปฏิรูปการศึกษา ปี พ.ศ. ๒๕๔๒ โรงเรียนทุ่งสงจัดโครงการร่วมกับสถาบันราชภัฏนครศรีธรรมราช จัดเปิดสอนโครงการ กศ.บป. ปี พ.ศ. ๒๕๔๓ โรงเรียนทุ่งสงได้รับคัดเลือกให้เข้าร่วมโครงการห้องเรียนสีเขียว ของการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย ปี พ.ศ. ๒๕๔๔ โรงเรียนทุ่งสงได้รับประกาศเกียรติคุณจากกรมสามัญศึกษา ให้เป็นโรงเรียนจัดระบบดูแลช่วยเหลือนักเรียนดีเด่น ปี พ.ศ. ๒๕๔๕ โรงเรียนทุ่งสงได้รับรางวัลปฏิรูปการเรียนรู้ดีเด่นของจังหวัดนครศรีธรรมราช ปี พ.ศ. ๒๕๔๗ โรงเรียนทุ่งสงได้รับคัดเลือกจากสำนักงานเลขาธิการสถานการศึกษาเข้า ร่วมโครงการขยายผลการจัดการศึกษาสำหรับผู้มีความสามารถพิเศษระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย เขตพื้นที่ภาคใต้ ปี พ.ศ. ๒๕๔๘ โรงเรียนทุ่งสงได้รับงบประมาณจากผู้ว่า CEO ปรับปรุงห้องสมุด IT ได้รับการสนับสนุนตามโครงการ TOT IT school จากบริษัท TOT และได้จัดสร้าง IT โดยได้รับความอนุเคราะห์จากผู้ปกครองและชุมชน ปี พ.ศ.๒๕๔๙ โรงเรียนทุ่งสงได้จัดโครงการห้องเรียนพิเศษ ในระดับชั้น ม.๑, ม.๔ ปี พ.ศ.๒๕๕๐ โรงเรียนทุ่งสงได้จัดโครงการห้องเรียนพิเศษ ม.๑,ม.๒,ม.๔,ม.๕ ปี พ.ศ.๒๕๕๑ โรงเรียนทุ่งสงได้จัดโครงการห้องเรียนพิเศษ ม.๑- ม.๖ ปี พ.ศ.๒๕๕๒ โรงเรียนทุ่งสงได้รับประกาศจากส.พ.ฐ เป็นโรงเรียนมาตรฐานสากล ปี พ.ศ. ๒๕๕๓ โรงเรียนทุ่งสงได้จัดสร้างอาคารหอเกียรติยศและศูนย์วิทยการ ปี พ.ศ. ๒๕๕๔ โรงเรียนทุ่งสง ผ่านการประเมินคุณภาพการศึกษาภายนอก รอบสาม จาก สมศ. ระดับดีมาก ปี พ.ศ. ๒๕๕๔ จัดสร้างสนามกีฬาและกรีฑา ปี พ.ศ. ๒๕๕๕ สร้างอาคารโรงอาหาร ๑๐๑ล/๒๗ พิเศษ ปรับปรุงชั้นบนเป็นโรงพลศึกษา ปี พ.ศ. ๒๕๕๖ สร้างอัฒจันทร์ และโครงหลังคาทางเชื่อม (Cover way) จากหน้าโรงเรียนถึงอาคาร ๑ ปี พ.ศ. ๒๕๕๖ สร้างอาคารเอนกประสงค์ (หน้าอาคาร๒) ปี พ.ศ. ๒๕๕๗ สร้างลานอินทนิล (ลานกิจกรรมการเรียนรู้) ปี พ.ศ. ๒๕๕๗ สร้างอาคาร 318ล/ก-55 (อาคาร6) ปี พ.ศ. ๒๕๖๒ สร้างศูนย์อาหาร (ลานกิจกรรมการเรียนรู้) ปี พ.ศ. ๒๕๖๒ ปรับปรุงหอประชุมเฉลิมพระเกียรติ