Nằm ở trung tâm thành phố Vinh, Trường trung học phổ thông Huỳnh Thúc Kháng có diện tích khuôn viên rộng gần 17.000m². Sân trường đều được lát gạch, trải bê tông, có vườn hoa, cây cảnh luôn xanh, sạch, đẹp tạo môi trường giáo dục thân thiện. Cơ sở vật chất nhà trường ngày càng khang trang đạt chuẩn phục vụ tốt cho dạy và học một ca, bao gồm 1 khu nhà hiệu bộ, 3 dãy nhà cao tầng với 50 phòng học, 3 phòng máy vi tính với 120 máy nối mạng Internet phục vụ dạy Tin học, 2 phòng học ngoại ngữ, 6 phòng thí nghiệm thực hành Lý - Hóa - Sinh, phòng truyền thống. Thư viện có 2 phòng đọc với hơn 20.000 bản sách, gần 20 đầu báo, tạp chí các loại, 7 máy chiếu phục vụ thực hiện giáo án điện tử...Bên cạnh đó, nhà trường đã xây dựng và đưa vào sử dụng nhà giáo dục thể chất đa chức năng, sân vận động riêng biệt học Thể dục, Giáo dục quốc phòng và thi đấu thể thao có thể tổ chức thi đấu bóng đá, bóng chuyền, bóng rổ, các môn điền kinh...để phục vụ nhu cầu học tập và giải trí của học sinh. Nhờ đó mà phong trào hoạt động Đoàn, Văn nghệ, Thể dục Thể thao của trường luôn là ngọn cờ đầu trong các trường Trung học phổ thông tại thành phố Vinh và cả tỉnh Nghệ An.

Từ năm 2000, Ủy ban nhân dân tỉnh Nghệ An đã quyết định đầu tư xây dựng nhà trường trở thành trường Trung học phổ thông trọng điểm của tỉnh. Ngày 10 tháng 3 năm 2008, trường đã được công nhận là trường trung học phổ thông đạt chuẩn Quốc gia và là trường trung học phổ thông đạt chuẩn Quốc gia đầu tiên của thành phố Vinh và tỉnh Nghệ An.