Trường THPT Thạch Thành 3 được thành lập theo quyết định số 3114 ngày 29/9/2003 của chủ tịch UBND tỉnh Thanh Hóa từ cơ sở 2 của trường THPT Thạch Thành 1.

Địa điểm của nhà trường nằm ở phía Đông Bắc của huyện Thạch Thành thuộc thôn Sơn Để, xã Thành Vân với địa bàn tuyển sinh gồm 6 xã, thị trấn: Thành Tâm, Thị trấn Vân Du, Thành Vân, Thành Tân, Thành Công, Thành Minh.

Biên chế ban đầu của nhà trường là 21 lớp với 1140 học sinh, 29 giáo viên, 2 nhân viên hành chính. Hiện nay quy mô lớ học là của nhà trường là 24 lớp với 930 học sinh, 55 cán bộ giáo viên và 6 nhân viên hành chính.

Với những nỗ lực không ngừng vươn lên khảng định mình, các thế hệ thầy và trò nhà trường đã lập được nhiều thành tích xuất sắc. Nhà trường đã được Đảng và nhà nước tặng nhiều phần thưởng cao quý: Đơn vị nhiều năm liền là tập thể lao động xuất sắc được giám đốc Sở Giáo dục và Đào tạo Thanh hóa tặng giấy khen; Chủ tịch UBND tỉnh tặng Bằng khen; Bộ trưởng Bộ giáo dục tặng Bằng khen. Năm học 2012-2013 và năm học 2016-2017, được khối thi đua miền núi bình chọn “ Đơn vị dẫn đầu khối thi đua miền núi thấp, nhận cờ thi đua của UBND tỉnh Thanh Hóa”. Thi học sinh giỏi văn hóa cấp tỉnh luôn đứng trong tốp đầu các trường THPT miền núi; nhiều năm liền, điểm bình quân đại học cao đẳng đứng hàng đầu 11 huyện Miền núi. Đặc biệt trong năm học 2013-2014, nhà trường đã vinh dự được Chủ tịch nước tặng Huân chương lao động hạng 3.

Cùng với phong trào thi đua dạy tốt, học tốt, nhà trường chú trọng giữ vững kỷ cương nề nếp coi đây là khâu trung tâm trong việc thúc đẩy nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện. Bên cạnh đó, nhà trường cũng tích cực tham gia các phong trào hóa văn nghệ, TDTT, nhiều năm liên tục xếp thứ nhất giải điền kinh và việt dã do huyện tổ chức. Đứng tốp đầu về thi học sinh giỏi điền kinh và giáo dục quốc phòng cấp tỉnh.

15 năm phát triển của một ngôi trường không phải là dài nhưng với những thành tích đạt được, trường THPT Thạch Thành 3 đã tạo nên những dấu ấn đậm nét trong giáo dục huyện nhà.