1949年，沈阳市第二中学建校开学。粟玉任校长，田泽长任教导主任。
1952年，粟玉校长升任沈阳市文教局副局长。田泽长任校长；同年沈阳二中新校址即现校址的教学楼落成。
1956年，周复出任沈阳二中校长兼党支部书记，田泽长调任沈阳师范学校教务长。同年十月综合实习厂厂房落成。
1958年，沈阳市第二中学掀起大办工厂高潮，教学秩序被打乱。校长兼书记周复受到批判，年末被停止工作。
1963年，毛泽东同志号召向雷锋同志学习，沈阳市第二中学表彰了一批“三好”学生。
1965年，沈阳市第二中学在东陵区李巴彦村办起了农场。由于过多的政治运动 ，沈阳市第二中学的升学率受到了影响。
1966年至1976年，文化大革命的十年，沈阳市第二中学工作处于停顿阶段，且受到极大的破坏，中间曾有过恢复。
1978年，沈阳二中恢复招生，并重新恢复省重点中学。
1979年，周复经历了二十余年的磨难，恢复党籍后，重新担任党支部书记兼校长。与长春实验中学，哈尔滨一中结为三市协作校。年末，电贺原沈阳二中学生郭爱克获西德自然科学博士学位。
1982年，沈阳二中与日本北海道札幌的清田高等学校结为友好学校。
1988年，沈阳二中被国家授予“德育先进学校”。
1990年，沈阳二中邀请雷锋班第16任班长朱华来校作报告，受到师生热烈欢迎，朱华为该校题词留念。
1991年，沈阳二中与沈阳电视台联办的作文大赛，该校获共三名特等奖中的两名。优胜者的演讲在沈阳电视台播放，产生广泛影响。1991年开始，入学新生实行高中会考制度。
1993年，沈阳二中被评为省二级档案单位。以及全国体育先进单位。张佩伦校长被评为市劳动模范及市教育专家，全国教育系统劳动模范；受到江泽民、李岚清等党和国家领导人的亲切接见。
1996年，张佩伦校长荣获全国“五一劳动奖章”。沈阳二中被评为省模范学校。该校设有1000平方米看台和标准田径场地的体育场经过重新设计修建竣工投入使用。
1999年，沈阳二中建校50周年校庆。校园中心广场大型雕塑《勃》落成。
2005年，沈阳二中将图书馆和锅炉房拆除，在原址新建一个建筑面积为13000平方米的教学综合楼，八月份竣工并投入使用。
2009年，沈阳二中举行校庆典礼，庆祝沈阳二中成立60周年。
2010年，沈阳二中率先尝试“小班化”教育改革。
2012年，沈阳二中有着60年历史的老教学楼将被拆除，新教学楼将沿袭老教学楼的苏式风格。
硬件设施
据2015年10月学校官网显示，沈阳二中有实验楼、图书馆、艺术中心、语音室、计算机广场、多功能厅、体育馆、游泳馆、运动场、学生公寓、餐饮中心等设施。
办学规模
据2015年10月学校官网显示，沈阳二中有南北两个校区，占地339亩，建筑面积13.1万平米。在校学生2600余人，89个教学班。
师资力量
据2015年10月学校官网显示，沈阳市第二中学有教工345人，其中教育专家2人，省特级教师9人，市首席教师3人，市学科带头人和名师17名，市骨干教师40名，高级教师145人，70%的教师具有硕士研究生学历或学位。
教育专家（2人）：周凤君、张孟华
省特级教师（9人）：胡玉倩、王淑、张孟华、刘锐、董静敏、秦炜等
市首席教师（3人）：邵李宁等
市学科带头人和名师（17人）：于宝山、张岭、胡玉倩、董静敏、许世洲、王淑、秦炜、李铁军、赵迅、王英姿等
市骨干教师（40人）：单智侠、姚兰、宋敏求、陈昕若、王淑、张亚丽、周际虹、周凤君、孙新、李铁军、 郭运江、高真东、高畅等
高级教师（145人）：周凤君、张孟华、于宝山、许世洲、孙新、秦炜、李铁军、郭运江、高真东、高畅、陈昕若、杨梅、张文斌、李建红、黄睿、单智侠、陈阳、周际虹、张亚丽、张孟华、张岭、于宝山、姚兰、王国军、王桂香、刘锐、李兴波、李伟、何姝丽、高真东、杨梅等
学科竞赛
在2009年全国中学生生物联赛和辽宁省中学生生物竞赛中，沈阳二中学生杨煜冬获得全国中学生生物联赛一等奖，秉琦明获得全国中学生生物联赛二等奖，获得重点大学自主招生资格；张云喆、许倚凡、陈启明等8人获得全国中学生生物联赛三等奖。李晋、周钟骅、夏成斌等21人获得辽宁省中学生生物竞赛一等奖。
于2013年举办的全国居里杯青少年物理锦标赛，暨2014国际青年物理学家锦标赛IYPT（International Young Physicists’Tournament）中国队选拔赛中，由1410班沈文睿、1411班李淳浩、1412班步书宇三位同学组成的沈阳二中代表队，荣获辽宁赛区一等奖，荣获全省第二名。
2014年7月，在第十届北方数学奥林匹克邀请赛中，沈阳二中高一年级学生组队参加并获得团体二等奖。9月，在第31届全国中学生物理竞赛中，沈阳二中学生1人获得辽宁省赛区的全国一等奖，10人获得全国二等奖，5人获得全国三等奖，18人获得辽宁省一、二等奖。11月，在第五届世界数学团体锦标赛（WMTC）中，沈阳二中1508班陈柯雨和马小松两位同学与来自其他不同学校的四名同学一起，代表辽宁省省队参加并最终赢得了第五届世界数学锦标赛青年组的团体赛金牌，其中，陈柯雨同学获个人赛银牌，马小松同学获个人赛铜牌。
素质竞赛
2007年4月，在河北省石家庄举行的“2007年全国国际象棋等级赛”中，沈阳二中的092班宁云龙、0917班李争喆以第四名和第十名的成绩晋升为国家一级运动员。5月，在2007“本溪高中腾飞杯”辽宁省中小学机器人竞赛中，沈阳二中0812班赵林获得一等奖；091班郭震霄获得二等奖；098班邓迅、099班陈相非、087班张明慧获得三等奖。7月，在第七届全国青少年机器人大赛上名，沈阳二中参赛队（队员：赵林、王中梁；教练员：赵锦），获得高中组常规赛登月项目一等奖第一名，得到全国青少年机器人比赛金牌。
2008年2月，在“2008年辽宁省篮球锦标赛”中，沈阳二中篮球队夺得2008年辽宁省篮球锦标赛冠军。7月，在八届全国青少年机器人竞赛中，辽宁省沈阳二中代表队（教练：赵锦，学生：时尧、周嗣翔）分别取得了一金一银的成绩。8月，在上海举办的“2008‘阿迪达斯’夏季全国联赛”中，沈阳二中篮球队夺得“阿迪达斯”夏季联赛全国总冠军。在第二届中国青少年创意大赛中，沈阳二中的三支代表队取得了十人一等奖，五人二等奖的成绩，获得了团体金牌，郎伟岸主任也获得了创新型教师的称号。9月，沈阳二中1006班赵东升同学在“第六届全国中小学信息技术创新与实践活动暨第二届沈阳市敏特英语学习能力竞赛”复赛阶段获得第一名。11月，在第二届中国青少年创意大赛总决赛中，沈阳二中赵纯浛、李昱松、李星霖、郑良辰四名同学获得金奖，范哲瑄同学获得银奖，赵纯浛还闯入了全国前十名，成为“全国创新学生”。
2010年6月，“低碳，绿色未来”首届香港---大陆中学生环保国际交流演讲比赛活动中，沈阳二中1304班刘羽晗（指导教师张孟华）获中国赛区三等奖、原1317班（指导教师王宏伟）刘雨彤总分排名中国赛区第二名。11月，在2011—2012中国高中男子篮球联赛（辽宁赛区）的比赛中，沈阳市第二中学男子篮球队夺得了此次比赛的冠军，并获得了代表辽宁省参加全国高中男子篮球联赛的资格。
2013年4月，沈阳二中交响乐团获全国中小学生艺术展演二等奖。6月，沈阳二中1510班聂杨芸杉等九名同学在2012年10月举办的第八届“全国青少年冰心文学大赛”中获奖。
2014年3月，沈阳二中清泉文学荣获沈阳市“十佳中学生社团”。7月，沈阳二中环保研究会被评为沈阳市首批普通高中最佳学生社团，交响乐团被评为沈阳市首批普通高中优秀学生社团。
教师成绩
2006年7月，沈阳二中教师李鸿雁在全国第二届全国信息技术与课程整合优秀案例大赛中获得国家级三等奖。10月，薛峰老师代表辽宁省参加了现场教学评比和说课，获得全国高中化学优质课一等奖。沈阳二中历史组杨梅老师参加辽宁省第三届中小学教师课堂教学技能大赛，获得了中学组二等奖，宋敏求老师与孙永福老师分别获得指导奖。11月，沈阳二中薛峰、单智侠、孙永福老师参加在北京举行的由中央电化教育馆组织的第十届全国多媒体教育软件大奖赛现场决赛和颁奖大会， 薛峰老师所教授的《烃分子空间构型及同分异构》一课获基础教育组信息技术与学科教学整合课例全国二等奖。
2007年5月，在“大连中山中心杯”辽宁省第四届青少年机器人大赛中，沈阳二中赵锦老师获得“优秀指导教师”称号。11月，沈阳二中6名英语教师在敏特杯英语专任教师单词记忆竞赛中获奖。
2012年10月，在江西省南昌市举行的全国历史教学评比大赛中，沈阳二中历史教师哈艳老师凭借《改变世界的高新科技》一课获得本次大赛的最高奖项一等奖。11月，沈阳二中杨梅同志获辽宁省优秀班主任称号。
2013年3月，沈阳市第二中学历史教研组接受了沈阳市总工会颁发的沈阳市五一“巾帼”十佳集体和沈阳五一劳动奖状。4月，沈阳市第二中学政治学科教师岳春丽在协作校青年教师教学比赛中喜获第一名。5月，沈阳市第二中学修帛老师获沈阳市高中“说题说纲”比赛一等奖。李明老师获沈阳市高中信息技术优质课竞赛一等奖。9月，陈昕若老师荣获全国物理创新大赛一等奖。12月，中加班加方校长荣获“沈阳玫瑰奖”。
2014年3月，沈阳市第二中学物理教研组被沈阳市妇女联合会授予沈阳市“三八”红旗集体称号。11月，在国家教育行政学院召开的“中国校园媒体论坛暨颁奖盛典”中，沈阳二中季廷飞同志被评为“全国校园媒体先进工作者”荣誉称号。
2015年3月，沈阳市第二中学教师常庆兰评为全国退休干部先进个人。
