Trường được thành lập theo Quyết định số 3510/QĐ-UB ngày 27/08/2002 của UBND Thành phố về việc thành lập Trường THPT Năng Khiếu TDTT trực thuộc Sở Thể dục thể thao Thành phố. Từ ngày 01/07/2021 nhà trường là đơn vị sự nghiệp giáo dục và đào tạo trực thuộc Sở Giáo dục và Đào tạo Thành phố Hồ Chí Minh theo Quyết định số 796/QĐ-UBND ngày 10 tháng 03 năm 2021 của Ủy Ban Nhân Dân Thành phố Hồ Chí Minh về việc tổ chức lại Trường Trung học phổ thông Năng Khiếu Thể dục Thể thao trực thuộc Sở Văn hóa và Thể thao quản lý trên cơ sở chuyển giao Trường Trung học phổ thông Năng Khiếu Thể dục Thể thao về trực thuộc Sở Giáo dục và Đào tạo. Trường THPT Năng khiếu TDTT là cơ sở giáo dục thuộc hệ thống giáo dục quốc dân, là loại hình trường chuyên biệt dành cho học sinh phổ thông năng khiếu TDTT. Điểm nổi bật đặc trưng của nhà trường là ngoài việc bồi dưỡng kiến thức văn hóa cho học sinh trung học phổ thông, nhà trường còn bồi dưỡng kiến thức văn hóa cho những em học sinh là vận động viên năng khiếu các môn thể thao thành phố, các em học sinh là vận động viên được bố trí thời gian học tập các môn văn hóa và thời gian tập luyện môn năng khiếu hợp lý để phát triển tốt nhất năng khiếu thể thao của bản thân góp phần phát triển thể thao thành tích cao của thành phố. Cũng như các trường trung học phổ thông khác trong thành phố, nhà trường tuyển sinh lớp 10 hệ công lập theo đúng quy định của Sở Giáo dục và Đào tạo Thành phố Hồ Chí Minh. Để có thể học tại trường các em học sinh đăng ký nguyện vọng và thi tuyển sinh 10 hằng năm theo hướng dẫn của trường THCS theo học. Danh sách học sinh trúng tuyển sẽ được Sở Giáo dục và Đào tạo Thành phố Hồ Chí Minh phân bổ về trường theo chỉ tiêu đã đăng ký và được duyệt.