Trường Trung học phổ thông Thanh Oai A với tên gọi ban đầu là trường cấp 3 Thanh Oai được thành lập tháng 9 năm 1965 trên cơ sở chuyển 01 lớp 9 từ trường cấp 3 Ứng Hòa và tuyển mới 02 lớp 8 của năm học 1965-1966.Trong những năm đầu từ 1965 đến 1973 ngoài địa điểm chính thức tại thôn Văn Quán, xã Đỗ Động thì thầy và trò nhà trường đã học tập tại các địa điểm: Nhà thờ Thôn Trình Xá, Đền Hồ thôn Kim Bài, thôn Ngọc Liên, Đến nay trường THPT Thanh Oai A đã trở nên khang trang với đầy đủ phòng học văn hóa, phòng học bộ môn, thư viện, phòng thí nghiệm và khu nhà làm việc. Năm 2015 nhà trường đã được UBND thành phố Hà Nội công nhận là trường đạt chuẩn Quốc gia.Các gương mặt tiêu biểu học sinh của nhà trường từ năm 1965 có: Giáo sư-Tiến sĩ- Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo Phạm Vũ Luận, nguyên Tổng Giám đốc Đài tiếng nói Việt Nam Nguyễn Đăng Tiến, nguyên thứ trưởng Bộ Giao thông vận tải Lê Mạnh Hùng, thiếu tướng Hà Văn Hảo và nhiều tướng lĩnh, sĩ quan cao cấp của QDND Việt Nam.