Ra đời vào mùa xuân năm 1947, trường THPT Trần Phú là ngôi trường được thành lập sớm nhất tỉnh Vĩnh Phúc có địa chỉ tại phường Liên Bảo, thành phố Vĩnh Yên. Trải qua nhiều thăng trầm trong lịch sử, do hoàn cảnh chiến tranh, trường đã phải nhiều lần thay đổi địa điểm, cơ sở trường lớp đã từng đặt ở các xã thuộc huyện Lập Thạch, Tam Dương, Phúc Yên. Từ năm 1960 đến nay, trường chuyển về thành phố Vĩnh Yên và tọa lạc tại đồi Láp.
Khi mới thành lập, cơ sở vật chất của nhà trường hết sức đơn sơ. Lớp học dựng bằng tranh tre mái lá, hoặc mượn tạm nhà dân, đình, chùa làm nơi dạy học. Sau đó, với sự nỗ lực của thầy và trò, trường lớp dần được tôn tạo qua từng năm. Từ lớp học cấp 4 đơn sơ tiến lên các dãy nhà lớp học cao tầng khang trang, sạch đẹp; từ số phòng ít phải chia ra dạy sáng và dạy chiều dần có thêm các phòng học bộ môn, phòng thí nghiệm... Tuy nhiên, theo thời gian, nhiều phòng học có dấu hiệu xuống cấp, hư hỏng, thiết bị cũ kỹ...
Được sự quan tâm của tỉnh, ngày 20/11/2023, trường THPT Trần Phú chính thức khởi công xây dựng mới hướng đến một môi trường học tập tiên tiến, hiện đại. Dự án có tổng mức đầu tư hơn 323 tỷ đồng, quy mô 39 lớp học, đáp ứng nhu cầu học tập cho 1.600 học sinh, thời gian thực hiện theo kế hoạch là 580 ngày. Đến nay, tiến độ dự án cơ bản đảm bảo kế hoạch đề ra; hiện đã giải ngân vốn được giao đạt gần 85%.
Kiểm tra tiến độ dự án sáng 9/12, Phó Chủ tịch UBND tỉnh Nguyễn Khắc Hiếu nhấn mạnh, dự án Trường THPT Trần Phú là công trình có ý nghĩa quan trọng đối với công tác giáo dục, là một trong những biểu tượng văn hóa của tỉnh. Với quyết tâm hoàn thành dự án và đưa vào sử dụng ngay từ năm học 2025-2026, lãnh đạo tỉnh chỉ đạo Ban Quản lí dự án, các kỹ sư, công nhân xây dựng làm việc tăng ca không kể ngày nghỉ.
Yêu cầu Sở Xây dựng phối hợp với UBND thành phố Vĩnh Yên rà soát, nghiên cứu quy hoạch đồng bộ, giải tỏa mở rộng các tuyến đường, giải quyết khu tái định cư cho người dân; Sở GD&ĐT phối hợp với nhà trường và nhà thầu rà soát hệ thống thiết bị dạy học để tham mưu, đề xuất mua sắm, bổ sung đồng bộ, phấn đấu đến năm học 2025-2026, học sinh được học tại trường mới. Sở Văn hoá - Thể thao và Du lịch nghiên cứu vị trí đặt tượng cố Tổng Bí thư Trần Phú trong khuôn viên nhà trường.
Công trình được thiết kế theo mô hình Trường Quốc học Huế, là sự kết hợp hài hòa giữa kiến trúc cổ điển mang đậm dấu ấn lịch sử và tiện nghi hiện đại, tạo nên không gian học tập vừa gần gũi, vừa mới mẻ.
Diện mạo ngôi trường dần hiện rõ với các khu học tập khang trang, phòng thí nghiệm hiện đại, khu thể thao đa năng và thư viện đạt chuẩn quốc tế đã làm bừng lên niềm tự hào và háo hức trong lòng học sinh và giáo viên. Em Tạ Bảo Linh, học sinh lớp 11 chia sẻ: ""Em rất háo hức khi nghĩ đến việc được học tập trong một ngôi trường khang trang như vậy. Em tin rằng cơ sở vật chất hiện đại sẽ giúp chúng em học tập hiệu quả hơn và có thêm động lực để phát triển bản thân.".
Thầy Nguyễn Tiến Thành, giáo viên môn tiếng Anh, bày tỏ: "Tôi rất vui khi dự án tiến triển đúng kế hoạch. Được giảng dạy tại một môi trường hiện đại sẽ mở ra nhiều cơ hội để áp dụng các phương pháp giảng dạy mới, mang lại hiệu quả tốt nhất cho học sinh." .