Historia szkoły rozpoczyna się w latach 1930–1931, kiedy wśród jednopiętrowych kamienic przy Hardenbergstraße stanął trzypiętrowy gmach, górujący nad całą okolicą, przeznaczony dla potrzeb niemieckich uczniów. W ostatnich miesiącach II wojny światowej tuż po wyzwoleniu w budynku mieścił się szpital wojskowy. Po przejęciu miasta przez polską administrację w marcu 1945 r. obiekt ten przekazano na cele oświatowe. Już w dniach 9 - 11.04.1945 r. odbyły się zapisy do szkoły i wkrótce rozpoczęła się nauka w Szkole Powszechnej nr 16 oraz Szkole Powszechnej nr 16 a, które póĽniej przemianowano na Szkołę Powszechną nr 23. Od 1.09.1948 r. w budynku zaczęło również funkcjonować II Gimnazjum i Liceum Żeńskie. Nie były to jednak początki tej szkoły, która została powołana do życia 04.05.1945 r. jako I i II Gimnazjum i Liceum Męskie oraz Gimnazjum i Liceum Żeńskie z siedzibą przy ul Górnych Wałów 29. Od nowego roku szkolnego, tj. 1945/1946 dziewczęta przeniesiono do budynku przy ul. Kozielskiej.
Ponieważ ciągle rosła liczba mieszkańców, konieczna stała się rozbudowa sieci szkół, zwłaszcza średnich. Nowi mieszkańcy Gliwic to głównie repatrianci z Kresów. Bardzo często wywodzili się ze środowisk akademickich Uniwersytetu Lwowskiego i Politechniki Lwowskiej. Była więc odpowiednia kadra pedagogiczna, ale i zapotrzebowanie na nowe szkoły w różnych dzielnicach miasta. W związku z tym część dziewcząt ze szkoły przy ul. Kozielskiej przeniesiono do budynku przy ul. W. Wróblewskiego, gdzie dołączono je do uczennic, przyjętych z tej dzielnicy. W ten sposób 1.09.1948 r. rozpoczęło swoją działalność II Gimnazjum i Liceum Żeńskie w Gliwicach. W wyniku pierwszej po wojnie reformy oświatowej, ustanawiającej tzw. jedenastolatki, połączono obie szkoły, funkcjonujące przy ul. W. Wróblewskiego, i od tej pory obowiązywała nazwa Szkoła Żeńska Ogólnokształcąca Stopnia Podstawowego i Licealnego w Gliwicach. W 1954 r. szkoła stała się placówką oświatową Towarzystwa Przyjaciół Dzieci i otrzymała nową nazwę - IV Szkoła Podstawowa i Liceum Ogólnokształcące TPD. Od roku szkolnego 1958/1959 na pieczątkach pojawia się imię patrona i kolejna nazwa - Szkoła Podstawowa i Liceum Ogólnokształcące im. Antoniego Walerego Wróblewskiego. W 1965 r., w związku z podziałem organizacyjnym obu szkół, nastąpiło wydzielenie 8 pomieszczeń i części korytarzy dla szkoły podstawowej. Placówkę tę wyprowadzono z budynku dopiero w 1974 r. Utworzono wówczas nowe oddziały w liceum, zwiększyła się liczba uczniów. Już jednak od 1.09.1980 r. budynek przyjął w swoje podwoje Liceum Ogólnokształcące dla Pracujących, które do tej pory funkcjonowało przy ul. Górnych Wałów 29. W obecnej siedzibie znalazło bardziej dogodne warunki lokalowe, co pozwoliło na dalszy rozwój tej zasłużonej dla miasta placówki. Od 01.01.1984 r. obie szkoły weszły w skład Zespołu Szkół Ogólnokształcących nr 3 w Gliwicach.
W związku z kolejną reformą szkolnictwa od 01.09.2000 r. w skład zespołu włączono Gimnazjum nr 17. W roku szkolnym 2000/2001 liczyło ono tylko 2 klasy, ale od 1.09.2001 r. ich ilość zwiększyła się do 12 na skutek przejęcia Gimnazjum nr 20. Liczba uczniów w szkole systematycznie rośnie. W pierwszym roku funkcjonowania placówki uczyło się w niej 310 uczennic, w roku szkolnym 1983/1984 było już 526 uczniów, w latach dziewięćdziesiątych ich liczba przekroczyła 800. W 2000/2001 w 27 oddziałach liceum, 2 gimnazjum i kilku Liceum Ogólnokształcącego dla Dorosłych kształci się ponad 1000 młodych ludzi. Tak duży wzrost liczby uczniów spowodował spore utrudnienia w pracy placówki, zajęcia rozpoczynają się o godzinie 7 i trwają aż do 19. Ciekawie przedstawia się analiza list absolwentów II LO pod względem płci. Początkowo była to szkoła żeńska, pierwsi chłopcy pojawili się w klasach dopiero w roku szkolnym 1954/1955 i było ich zaledwie dziesięciu. Z roku na rok ich liczba rośnie między innymi dzięki wprowadzeniu w 1993 r. klas o profilu matematyczno-informatycznym, do których kandyduje wielu chłopców. W latach dziewięćdziesiątych dziewczęta stanowiły już tylko 2/3 uczniów. W ciągu 50 lat istnienia liceum jego mury opuściło ponad 5000 absolwentów. Wielu z nich bardzo dobrze wspomina swoją starą szkołę, chętnie uczestniczy w różnych uroczystościach i przysyła do niej swoje dzieci i wnuki. Część absolwentów wróciła po studiach do macierzystego liceum jako kadra pedagogiczna. Szkoła cieszy się dobrą opinią w mieście, co było widać podczas egzaminów wstępnych, gdy o około 200 miejsc w klasach pierwszych ubiegło się znacznie więcej kandydatów np. w 1998 r. było ich 328.
