民國26年台北州告示第四十八號認可設立「台北州公立新莊農民學校」。民國34年正名為「台北縣立新莊初級農業職業學校」。民國41年學校正式成立,並民國42年校址由五股鄉遷至三重埔。民國49年易名「台北縣立新莊農業職業學校」,民國52年校址由三重埔再遷至泰山鄉現址。
民國57年府教二字第六一二二二號函更名「台灣省立新莊高級中學」,開辦高級農業部,設農產製造、園藝、農村家事科;並增設高級工業部,設機械、電工、電子設備修護科。民國58年擴建教學大樓六間,工科實習工廠三棟,以應教學及學生實習需要。民國61年增建科學館一棟,以加強物理、化學及生物實驗(現為自強樓)。
民國62年3月校長李建民先生調任宜蘭農工職校,由張宗林先生接任校長。民國63年起高級農業部停招,是年8月增設汽車修護科。民國66年8月10日張宗林校長奉調省立彰化高中,省府派關中先生接任校長。
民國68年府教二字第二三六九四號函同意更名「台灣省立泰山高級中學」,是年8月1日起正名。民國69年5月1日關中校長退休,省府派教育廳專門委員戴華先生接任校長。民國71年設立高級進修補習學校,計自給自足班電子、電機、機工、汽車四科,每科兩班計八班。民國72年校長宿舍落成。民國73年求美樓落成。民國74年求善樓落成;並設立電子科延教班一班。民國77年獲准招收體育運動績優學生,且同年明德樓落成。民國78年員林農工校長張夢麒榮調本校;是年承辦台北縣高職聯招工作。
民國82年正式成立本校財團法人文教基金會,董事長為林延男先生。民國80年開辦建教合作班。民國82年圖書館邁向電腦自動化,職業科實習工廠暨單身宿舍落成,並開始協辦丙級技能檢定及承辦台北縣高職聯招。民國85年補校招收機工科、電工科、電子科、汽車科實用技能班學生各一班。
體育班跆拳隊自80年開始屢次於國內跆拳錦標賽中獲得個人或團體佳績,或代表國家參加國際跆拳賽;在體育交流方面,民國84年3月與韓國江原體育高中締結姐妹校結盟關係,並於84至92年間,前後多次進行跆拳道交流;同年與山東體育總會簽署友好協議交流計劃。體育班籃球隊成績不遑多讓,近年來在高級中等學校籃球聯賽等比賽中嶄露頭角,表現亮眼。
民國88年關西高農校長許益雄榮調本校。89年奉教育部中部辦公室八九教中人字第89500403號函指示,本校改制為「國立泰山高級中學」。90年新校門正式啟用,校門改至辭修路。92年本校擔任台北二考區92年國中基測主委學校。
本校在高中科學展覽及全國高中工業類科技藝競賽表現優異,歷年參加均名列前矛,更於90至92年間連續3年承辦台灣省的中小學第一區科學展覽比賽。
民國96年許益雄校長退休,由黃敏榮校長接任;是年並舉行70周年校慶,且承辦北區學務工作研討會,活動順利圓滿落幕。圖書資訊大樓新建工程歷經3年,於97年4月正式落成啟用,提供師生更優質的學習環境。96至98學年度更連續獲選為高中優質化推動方案獲選學校。