Ban đầu, khi mới thành lập, trường Collège de Mytho có 3 lớp tiểu học (lớp Ba, lớp Nhì,  lớp Nhất) và một lớp năm thứ nhất bậc trung học. Đầu thế kỷ XX, trường mở thêm lớp năm thứ 2. Học xong năm thứ 2 bậc trung học, học sinh có thể xin việc hoặc lên Sài Gòn học năm thứ 3, thứ 4 ở trường Chasseloup Laubat để thi lấy bằng Thành chung.

Năm 1917, Collège de Mytho mở thêm chi nhánh ở Cần Thơ với tên Collège de Cantho. Học sinh học hết bậc tiểu học ở Collège de Cantho sẽ được tham dự kỳ thi vào trường Collège de Mytho. Năm học 1922 - 1923, trường Collèg e de Mytho mở thêm lớp năm thứ 3 và năm sau, mở lớp năm thứ 4. Năm 1924 - 1926, Collège de Cantho mở đủ các lớp thuộc bậc trung học và tách ra khỏi Collège de Mytho.

Năm 1928, các lớp tiểu học tách ra khỏi Collège Mytho và dời về trường Nam tiểu học Mỹ Tho (nay là trường THCS Xuân Diệu). Trường Collège Mytho tăng dần các lớp trung học.

Từ ngày 26 tháng 8 năm 1957, Nữ sinh dời về học tại Trung học Lê Ngọc Hân, từ đó trường Nguyễn Đình Chiểu Mỹ Tho chỉ còn dành cho nam sinh, cho tới năm 1975.

Tháng 10 năm 1975, trường tách hẳn Cấp II và mang tên trường Cấp III Nguyễn Đình Chiểu, có 73 lớp với 3.685 học sinh, giảng dạy theo chương trình mới. Từ năm học 1977 - 1978 đến năm học 1979 - 1980, bình quân mỗi năm tuyển khoảng 14 - 18 lớp, tổng số học sinh bình quân khoảng 2.500 học sinh. Từ năm học 1980 - 1981, sĩ số học sinh có chiều hướng tăng; năm học 1980 - 1981, tổng số học sinh 2.148; năm học 1985 - 1986, tổng số học sinh 4.023 phân ra 82 lớp; năm học 1986 - 1987, tổng số học sinh 4.565 phân ra 93 lớp; năm học 1987 - 1988 có 102 lớp.

Năm học 1988 - 1989, trường mở thêm hệ B (hệ bán công) học ở cơ sở 2 gọi là phân hiệu Nguyễn Công Trứ. Năm học 1989 - 1990, phân hiệu này tách ra và trở thành Trường bán công Nguyễn Công Trứ; Năm 1993-1994, Trường bán công Nguyễn Công Trứ sáp nhập với trường Cấp II Trần Hưng Đạo và trở thành Trường bán công Trần Hưng Đạo.

Năm 1990 - 1991, sau khi trường Năng khiếu của Thành phố Mỹ Tho giải thể, các lớp Cấp II của trường Năng khiếu, từ lớp 6 đến lớp 9 được sáp nhập vào trường Trung học Nguyễn Đình Chiểu Mỹ Tho, từ đó trường trở thành trường Cấp II – III với tổng số trên 3.200 học sinh; năm học 1999 - 2000 có tổng số 3.906 học sinh. Từ năm học 2002 - 2003 trở về sau, trường ngưng tuyển sinh lớp 6 và từ đó sĩ số học sinh của trường liên tục giảm. Do yêu cầu trường đạt chuẩn quốc gia, từ năm học 2013 - 2014 về sau, trường giữ ổn định 45 lớp với tổng số gần 1.900 học sinh.

Nội quy

Ban đầu, học sinh trường Collège de Mytho mỗi tuần học 5 ngày, nghỉ ngày thứ năm và chủ nhật. Lịch học tập và sinh hoạt mỗi ngày của học sinh như sau:

• 5 giờ sáng: thức dậy, tập thể dục, vệ sinh cá nhân.
• 6 giờ 30: ăn điểm tâm
• 7 giờ đến 10 giờ 30: học trên lớp.
• 10 giờ 30 đến 11 giờ: ăn trưa
• 11 giờ đến 13 giờ: nghỉ trưa
• 13 giờ đến 14 giờ: học sinh tự ôn bài
• 14 giờ đến 16 giờ: học trên lớp
• 16 giờ: sinh hoạt tự do
• 17 giờ 30: ăn cơm chiều
• 19 giờ đến 21 giờ: giờ bắt buộc tự học đối với học sinh nội trú
• 21 giờ: học sinh ngủ.

Đồng phục học sinh trường Collège de Mytho: veston, thắt cravate, hai bên mang phù hiệu có nhành olive với chữ CM (Collège de Mytho). Lúc học tại lớp, học sinh mặc áo bà ba trắng, mang guốc.

Sau năm 1975, đồng phục nam sinh là áo sơ mi trắng có logo và bảng tên trên ngực phía trái, quần tây màu xanh dương, áo bỏ vào quần, mang giày trắng. Đồng phục Nữ sinh là áo dài trắng có cổ, có logo và bảng tên trên ngực phía trái, quần trắng (hoặc đen), mang giày hoặc dép có quai hậu. Từ năm 2014, nam sinh thắt cravat trở lại như đồng phục của học sinh Collège de Mytho.

Truyền thống cách mạng

Từ những năm đầu thế kỷ XX, phong trào Đông Du, phong trào Duy Tân có nhiều ảnh hưởng về tư tưởng đối với học sinh của trường. Học sinh tổ chức bãi khoá toàn trường đòi dân sinh dân chủ, tham gia phong trào đấu tranh đòi thả cụ Phan Bội Châu và làm lễ truy điệu cụ Phan Chu Trinh, tham gia phong trào hội kín Nguyễn An Ninh.

Giữa năm 1928, Chi bộ cơ sở của Việt Nam Thanh niên Cách Mạng Đồng Chí Hội được bí mật thành lập. Đến cuối năm 1930, Chi bộ Đảng Cộng sản được thành lập, Đồng chí Phạm Hùng, học sinh của trường là Bí thư chi bộ đầu tiên. Nhiều học sinh tham gia hoạt động cách mạng bị đuổi học.

Trong thời kỳ Mặt trận dân chủ Đông Dương, trong trường đã xuất hiện nhiều truyền đơn, khẩu hiệu đòi quyền dân sinh, dân chủ, chống chương trình giáo dục nhồi sọ của thực dân.

Trong những năm 1936 - 1953, nhiều giáo sư và học sinh của trường đã bí mật tham gia hoạt động trong Mặt trận Việt Minh, cho tổ chức Thanh Niên Tiền Phong, tham gia cướp chính quyền năm 1945, nhiều người thôi học để thoát ly kháng chiến hoặc thoát ly đi kháng chiến. Đó là những trí thức giàu lòng yêu nước như Ngô Tấn Nhơn, Tiến sĩ Phạm Văn Bạch, kiến trúc sư Huỳnh Tấn Phát, Giáo sư Nguyễn Văn Hưởng, Giáo sư bác sĩ Nguyễn Tấn Gi Trọng, Giáo sư - Viện sĩ Trần Đại Nghĩa; các chiến sĩ trung kiên trên mặt trận chính trị - quân sự như các Ông Bùi Thanh Khiết, Lê Quang Thành, Lê Văn Danh, Nguyễn Văn Sĩ, Hồ Hảo Hớn, Nguyễn Văn Tòng, Nguyễn Ngọc Ẩn, Huỳnh Văn Niềm, Cao Văn Sáu, Nguyễn Xuân Đào, Lê Quang Đồng, Phan Văn Nhơn, Trần Tường Châu, Nguyễn Thị Thảo,...

Năm 1954 phong trào đấu tranh chống Pháp trong giới trí thức phát triển mạnh mẽ. Phong trào do ông Nguyễn Văn Kiết đang là giáo sư của trường lúc đó làm chủ tịch.

Sau khi Ngô Đình Diệm bị đảo chính, học sinh của trường Nguyễn Đình Chiểu và Lê Ngọc Hân đã bãi khóa 1 ngày đòi cách chức Hiệu trưởng của cả hai trường. Cuối năm 1963 cơ sở hoạt động bí mật của ta được cắm chốt trong nhà trường.  Năm 1969 trường có chi bộ Đảng và chi bộ Đoàn Thanh niên Nhân dân Cách mạng Hồ Chí Minh, lãnh đạo nhiều cuộc đấu tranh chính trị. Năm 1972, 300 học sinh Nguyễn Đình Chiểu Mỹ Tho biểu tình lên án bọn Lon-non tàn sát việt kiều ở Campuchia. Năm 1973, học sinh trường đưa truyền đơn, khẩu hiệu đòi thi hành hiệp định Paris, lên án hành động lấn chiếm vùng giải phóng của ta.

Năm 1975 có một sự kiện nổi tiếng là cuộc oanh kích dinh Độc Lập - hang ổ đầu não của chế độ ngụy quyền do phi công Nguyễn Thành Trung - cựu học sinh của trường thực hiện.

15 giờ 30 ngày 30/04/1975 lá cờ của Mặt trận Giải Phóng miền Nam được học sinh kéo cao lên giữa sân trường, cũng là lá cờ cách mạng kéo lên sớm nhất ở Mỹ Tho, sau đó học sinh toả ra cướp chính quyền thành phố.

Ngày 30/04/1979 hơn 100 Thầy và Trò của trường đã tình nguyện gia nhập bộ đội lên đường bảo vệ biên giới được Trung ương Đoàn tặng cờ “Tuổi trẻ anh hùng bảo vệ Tổ Quốc".

Nhiều cựu học sinh đã thành đạt trong nhiều lĩnh vực như Ông Nguyễn Hữu Chí - Nguyên Thứ trưởng Bộ Tài chính, Ông Huỳnh Đức Minh - Nguyên Bí thư thành ủy Mỹ Tho, Ông Võ Văn Bình - Thường vụ Tỉnh ủy, Phó Bí thư Tỉnh ủy Tiền Giang, Phó Giáo sư - Tiến sĩ - Thầy thuốc nhân dân Tạ Văn Trầm, Giáo sư - Tiến sĩ - Thầy thuốc Nhân dân Lê Quan Nghiệm, Giáo sư - Tiến sĩ - Thầy thuốc ưu tú Nguyễn Văn Khôi, Phó Giáo sư - Tiến sĩ Võ Ngọc Hà, Tiến sĩ Nguyễn Phúc Nghiệp, Tiến sĩ Võ Phúc Châu,...