1952年，江苏省工业厅在南通成立苏北工人技术学校。苏北工人技术学校即为江苏省南通田家炳中学兴学之端。1953年，苏北工人技术学校更名为江苏省南通工业学校。

1954年，江苏省工业厅调整事业布局，南通工业学校受命南迁，合并于无锡纺校（即后来的无锡轻工学院，现在的江南大学）。同年，南通市人民政府在工校原址办起了一所普通中学，定名为“南通市第一初级中学”，这是解放后由人民政府在南通市区兴办的第一所中学。

1958年9月，一初中在原有基础上增设高中部，学校定名为南通市第三中学，此为南通市区的第四所完全中学。

1966年到1976年是“文化大革命”动乱的十年，也是学校遭受磨难的十年。1974年学校开始拨乱反正并重建规范，走上正轨，艺体特色得到进一步彰显。

1983年开始，为贯彻全面发展的方针，学校作出了新的努力，后提出了“和谐教育”的办学思想。八十年代末，兼办职教获得了成功，学校在曲折中获得了新的发展。

1992年，学校开始了“二一分段，高三分流”的局部改革，即高二学生在基本完成高中各科。2000年成功申报省级综合高中示范学校获得成功。2002年，学校通过了国家级综合高中示范校的评审。

1999年江苏省教育代表团考察澳大利亚，与澳大利亚昆士兰州教育部达成合作办学的意向。2000年8月，中澳合作举办的“昆士兰海外十年级”项目正式实施。

2002年，增挂“南通市田家炳实验中学”校牌，设立“田家炳奖学金”，奖学助学，田家炳先生此后几年连续为校园建设捐款，总额为250万元。

2003年，学校被江苏省教育厅授予“江苏省四星级普通高中”的称号。2007年停止职业中专班的招生。

2006年，南通师范学院附属中学与市我校合并，成立新的市三中，该校整体搬入我校。

2007年，南通市第三中学与江苏省南通中学实施联合办学，南通中学初中部分三年搬至我校办学。

2009年，南通市北城中学、南通市崇川区学田中学先后后我校开展联合办学。

2014年，学校更名为江苏省南通田家炳中学。同年成为南通田家炳中学教育集团骨干校，带领集团四校一起为南通基础教育的高位均衡发展做出了应有贡献。

2015年，依托全国知名教育专家朱小蔓教授主持的“教师情感表达与师生关系构建”项目，开展了“校园情感场生态”构建研究，促进了办学品质进一步提升。