大同三中创办于1952年，是大同市规模较大的一所完全中学，山西省普通高中示范学校，大同市对外开放学校。2001年以来，先后也英国罗森德尔全圣中学和贝利市伍德海中学结为友好学校。2010年8月，大同市委市政府决定新建大同三中，学校占地面积83974.33平方米（约130亩），建筑面积63886平方米，拥有初、高中教学楼、实验楼、行政楼、教工学生食堂、学生宿舍楼、体育馆和400环形塑胶运动场，总投资1.6亿元。2012年8月，新校区建成正式投入使用。