Trường được thành lập theo quyết định số 89/QĐ-UB ngày 10 tháng 10 năm 1989 của Chủ tịch UBND tỉnh Hoàng Liên Sơn với tên gọi "Trường phổ thông trung học Hoàng Liên Sơn"
- Đến ngày 05 tháng 02 năm 2001 được đổi tên thành "Trường Trung hoc phổ thông chuyên nguyễn Tất Thành" theo quyết định số 71/QĐ-UB của Chủ tịch UBND tỉnh Yên Bái.
- Từ ngày đầu thành lập có 4 lớp với 111 học sinh và 10 cán bộ giáo viên. Do cố thầy giáo Đoàn Xuân Cánh làm hiệu trưởng. Đến nay năm học 2020-2021 nhà trường đã có 26 lớp chuyên và hơn 80 cán bộ, giáo viên, nhân viên. Hiện nay nhà trường có 9 môn chuyên là Toán, Lý, Hoá, Sinh, Toán Tin, Văn, Anh, Sử-Địa và Anh-Trung.