1980年4月7日，根据根据国家教育部《关于分批分期办好重点中学的决定》，中共大兴安岭地委决定在加格达奇办一所重点中学。
1980年5月27日，经地革委主任办公会议研究，定名为“大兴安岭实验中学”。校舍是从加区四中接过来的1栋3500平方米的教学楼
1980年6月5日，地区教育局向地区编委发出《关于建立大兴安岭实验中学的请示报告》，为实验中学请编65人。地区编委根据此请示，于8月为实验中学定编85人，并决定从全区各地抽调优秀教师到实验中学任教。
1980年8月，中共大兴安岭地委任命徐守仁为实验中学党委副书记、副校长、于学礼为副校长。
1980年9月初，在全地区招收大兴安岭实验中学首届高中生180名。
1980年9月27日，大兴安岭实验中学正式开学。首届高中生4个班共180人。当时学校共有教职工26人。 1981年3月12日，开始进行大规模土建，建设项目包括：学生宿舍楼2000平方米，学生食堂600平方米，菜窖100平方米，以及下水道、校园小区整修等。
1982年6月29日，林业部下达《关于大兴安岭实验中学基建计划任务书的批复》，决定在现有6600平方米的基础上，再扩建4000平方米，其中包括：实验室500平方米，家属住宅楼3000平方米，其他生活用房500平方米，总投资140万元。
1983年12月20日，学校家属住宅楼3104平方米建成使用，55户教职工搬进新居。 ‘1986年3月，学校恢复和健全了各项规章制度，包括《职工考勤制度》、《教学常规》、《文明礼貌十条》、《学生一日常规》等，加强了学校管理。
1987年10月20日，学校制定《实验中学教师任职考核试行办法》、《实验中学各级教师职务岗位职责》，旨在提高教师的教学与教育水平。
1988年9月1日，学校领导在开学典礼上提出了“以教学为中心，坚持改革，强化管理，从严治校，建设良好学风、教风、校风、校容，努力办成名符其实的省重点中学”的工作指导思想和奋斗目标，这对学校的建设起到了重要作用。
1989年9月，根据大兴安岭地区教育委员会下发《关于育才中学、实验中学调整办学格局 及招生范围的会议纪要》，实验中学不再招收初中班，改在加格达奇区域内招收2个理科普通高中班。 1992年4月21日，国家林业部对《关于大兴安岭实验中学扩建工程可行性研究报告》给予批复，为了适应林区经济发展的需要，按照国家教委和省教委对省级重点中学的规范化要求。同意将学校改成全部高级中学的学校。
1996年11月，黑龙江省教育委员会、黑龙江省教育科学规划领导小组授予学校“黑龙江省八·五期间教育科研先进学校”称号。
1998年9月，学校实现了“四机进课堂”(电视机、录音机、放像机、投影仪)，进入了利用现代化手段进行教学的阶段。1999年1月，学校被中国教育学会教育实践研究会学习指导实验研究专业委员会、中国学习科学学会学习指导实验研究中心、千所学习科学实验学校总校、国家教委95重点研究项目课题组授予“全国学习科学实验学校”称号。1999年9月，学校被黑龙江省委高等院校工作委员会、黑龙江省教育委员会、中国教育工会黑龙江省委员会授予“黑龙江省教育系统教书育人、管理育人、服务育人先进集体”称号。
199年11月，被黑龙江省教委、黑龙江省教育学会授予“黑龙江省创新教育实验学校”、“黑龙江省学习指导实验学校”等称号。
1999年12月，在辉煌50年，全国教育系统教研论文评选活动中，学校被评为“优胜学校”和“全国推进素质教育先进单位”。 2000年4月26日，学校于1999--2000年度在“黑龙江省教育现代化理论与实践研究”的阶段性工作总结中被评为先进集体。
2010年12月，学校被被黑龙江日报社会信誉百姓评价活动组委会授予“黑龙江省百姓好口碑荣誉单位”称号。
2012年12月30日，大兴安岭行署第九次常务会议审议通过了《大兴安岭实验中学和高级中学资源整合实施方案》，此举标志着大兴安岭实验中学和高级中学两校合并正式进入实质性操作阶段。合并后的学校，分东西两个校区办学，按不同分数段招生，实现教师资源互补，教学资源共享。原大兴安岭实验中学为东校区，原高级中学为大兴安岭实验中学西校区。学校现有教职工304人，学生4790名，77个教学班。特级教师3名，高级教师97名，省地级骨干教师23人，本科以上学历教师达99%。
2015年05月，根据大兴安岭地区教育局印发的《关于做好2015年初中毕业、结业及各类升学考试工作的通知》，学校全面取消择校生。
