本校創立始於民國26年4月1日，台北州告示第四十八號認可設立「臺北州公立新莊農民學校」，校址設於臺北縣五股庄蓬來坑。民國34年改名為「臺北縣立新莊初級農業職業學校」，民國42年校址由五股鄉遷至三重埔，民國49年8月更名為「臺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8月1日，改制為「臺灣省立新莊高級中學」，除原有農科和普通高中外，增設高工部，設機工、電工、電子設備修護科，民國62年高農停止招生，民國63年增設汽車修護科。

民國68年府教二字第二三六九四號函同意更名「臺灣省立泰山高級中學」，民國71年8月設立高級進修補習學校。民國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」。民國90年新校門正式啟用，校址由泰山區明志路改至辭修路。民國102年改制為「新北市立泰山高級中學」。

民國111年，廣開特色招生管道，學校班級數含進修部共69班：普通科含體育班共33班，每年級10班普通班、1班體育班，專長項目有跆拳道、籃球、桌球與射箭；專業群科之工業類共24班，分設有電子科、電機科、機械科、汽車科，每科每年級2班；專業群科另有特殊教育之餐飲服務科共3班，每年級1班；附設進修部：電子科、汽車科每年級有1至2班，計8班。全校學生數約2100人。

本校為社區型高中，就近入學比率為68.56%，為新北市泰山區內唯一設有專業群科之高級中等學校，歷年參加國內科展、藝文、技藝競賽等亦屢創佳績，學術風氣鼎盛，並獲選為優質化高中學校。近年來在技職教育有相當優秀的表現，舉凡技藝競賽、創造力比賽、發明專利證書的獲得、取得乙級證照的人數及全國工科技藝競賽的金手獎與優勝人數皆有顯著的增長，民國109年疫情期間電子科師生亦因自製額溫計而受政府鼓勵。學校亦為體育重點培訓學校，體育班招收具籃球、跆拳道及桌球專長學生，曾獲跆拳道世界錦標賽第一名、全國高中籃球賽HBL冠軍、全國桌球賽前八強等無數榮譽與獎項。111學年度增設射箭專項。