学校的教育教学质量不断提高，教学成绩一年上一个新台阶。1998年，大同二中在全省43所示范学校中高考排名第八，1999年排名为第四，2000～2001年，学校每年有近五百名学生升入高等院校。此外，学校初中也取得了历史上最好的成绩。1998年～2001年大同市初中毕业考试，学校综合评价连续四年均为全市第一。

2016年高考二本达线人数突破720大关，达线率76·37%，达线增长率连续两年居全市第一，真正实现低进高出，优者更优；

2017年高考再创新高，二本达线率突破90%大关，全校二本b类以上达线考生共797人，达线率高达90·36%，其中，李祁同学以648分的成绩荣获大同市直中学理科总分第一；

2018年高考取得了双提升、双突破的优异成绩，全校二本b类以上达线考生共823人，达线率93·31%，理科399班、405班创造普通班100%达线的历史记录；

2019年高考延续增长态势，一本、二本b类以上达线人数大幅提升，二本b类以上（不含艺体类）达线888人，比2018年净增65人，达线率93%，文理两个实验班一本达线率100%。