学校创办于1954年，1958年成为完全中学。1962年成为山西省重点中学，1964年成为全省仅有的两所教改实验中学之一。1981年成为山西省新时期首批重点中学。 1954年至1969年学校隶属晋南专署，1969年9月，晋南专署分为临汾、运城两个地区后，学校隶属临汾县（区）。2004年3月，临汾市政府决定，临汾三中整体上划归市。学校现有教学班73个，学生4520名。其中：高中教学班49个，学生2695名，16轨制；初中教学班24个，学生1825 名，8轨制。

校园占地96201.4平米；建设面积63062平米。共有教室73个，其中，多媒体教室53个，另有网络教室4个，标准实验室11个，开通了干兆校园网，网络覆盖了全校所有行政管理，教育教学，教师住宅等区域，教学仪器按双中一类标准配备，理科教学器材8500余套，文艺、体育、美术器材1800余件。有400米标准的塑胶跑道和草坪足球场。文体综合训练馆8680平米，其中建有舞蹈、器乐、声乐、素描、油画、国画、书法等专用教室12个。

有学生公寓楼2栋，教职工家属住宅楼7栋，单身教师宿舍楼2栋，学生食堂2个。

图书楼藏书13万册，实行了数字化管理。