东莞市塘厦中学创办于民国三十六年（即1947年），原名“东莞县立塘厦中学”，是东莞县早期六间中学之一,校名是由当时国民革命军十九路军军长、抗日名将蒋光鼐所题。[3] 开办之初，因无校舍而借用基督教会塘厦圩的“福音堂”作为教室。1948年12月9日，塘中校舍奠基兴建。

创办初期，作为一所初级中学，学制三年，早期学生来自东莞县第三区辖的塘厦、樟木头、清溪、凤岗乡以及现深圳市的平湖、观澜、公明等地，其办学经费由东莞明伦堂资助，属公办中学。建国后，由东莞县人民政府接管。1958年9月，塘厦中学增办高中，成为一所完全中学。

2004年，塘厦镇政府投资1.5亿元兴建新校园，2005年8月，校址由塘新街46号搬迁到塘厦镇环市南路13号。2004年9月被市教育局确定为东莞市7所市级普通高中新课程实验样本校之一，2004年10月被评为东莞市一级学校，2005年11月被评为广东省一级学校，2007年11月顺利通过广东省国家级示范性普通高中的初期督导验收。2008年实现高初中分离，初中并入塘厦初级中学。 2008年学校由东莞市人民政府主办，成为市直属高中，面向东莞市东南部各镇区招收高中学生。