湛江市体育运动学校创办于1956年，其前身是湛江市中心业余体育学校。为了解决运动员的就业问题，1985年在原基础上，创办了中等专业学校——湛江市体育运动学校。为了进一步利用自身的优势，解决初中及小学的在校运动员的升学问题，为高等院校输送优秀体育人才，在市政府的大力支持下，2007年9月成立了湛江市体育高级中学。为了整合资源2013年，根据市文件精神，成立12年制的湛江市体育学校（湛江市体育运动学校挂靠湛江市体育学校），实行一套班子两个牌子的管理模式。至此，学校形成了运动员成才就业和学校办学一条龙特色。

自1986年以来，湛江市体育运动学校十多次被国家体育总局评为“全国业余训练先进集体”或“全国群体工作先进单位”称号；2003年，跳水、田径、拳击三个项目被国家体育总局命名为国家重点训练基地，跳水、田径等七个项目被省体育局定点为“后备人才培训基地”和“重点班”，2003年获第十一届广东省运动会湛江市体育代表团“突出贡献奖”、中国教育会“艺术教育特色单位”称号；2004年和2008年我校连续两次被国家体育总局命名为“国家高水平体育后备人才训练基地”； 2002年、2004年、2006年获湛江市直属机关工作委员会“先进党支部”光荣称号等等。此外，2002年，北京体育大学在我校开设体育函授站，招收专科和专科起点升本科。