1915年，时任河源县知事张光煦与潘维衡先生商讨开办县立中学。最后决定选址上城北直街，用县立第一高等小学（现上城小学）部分校舍，确定学制四年。潘维衡先生出任校长。因兵荒马乱，多次被迫停办。至1926年，实际开课时间仅四年。

1944年春，广东省教育厅同意学校创办高中。

1949年9月，河源解放，学校由军管会接管，委任李祖羲为临时校长。11月，河源简易师范学校和私立三江中学并入河源县立中学统一管理，改校名为河源第一中学。1954年，现河中校址动工建设，1955年开始先高中、后初中陆续搬迁。

1978年，惠阳地区革委会授予河源中学“惠阳地区教育战线先进单位”称号，学校被重新确定为河源县重点中学。

1988年，河源设市分区，学校由源城区代管。

1993年，由市政府接管，成为市直属学校，同时更名为河源市河源中学。

2001年，学校确立创建国家级示范性普通高中的办学目标。

2004年，初中部停止办学。

2005年，学校与企业合作创办河源中学实验学校，并开展宿舍楼、图书馆、运动场改造工程。

2006年，升为副处级事业单位，通过广东省国家级示范性普通高中初评。

2007年1月，被评为广东省普通高中教学水平优秀学校，通过广东省国家级示范性普通高级中学评估验收。

2009年1月，获“全国文明单位”称号。

2022年8月，根据《河源市公共服务“十四五”规划》，学校计划兼并河源市职业技术学校（市开放大学）现址进行扩建升级改造。