省立三中设于清代享誉岭南的丰湖书院遗址。地处西湖，得湖光山色之秀，环境幽美。嘉庆间（1801）宋湘为书院大门题联，以“人文古邹鲁，山水小蓬瀛”称誉，确实恰如其分。
学校的历史沿革源远流长。光绪二十九年（1903）知府沈传仪将丰湖书院改办惠州府中学堂，开创了东江地区近代教育的历史。民国元年（1912）十月，改名惠州中学，校长林善儒。次年，经广东省长公署教育司批示，定名为广东省立第三中学；委苗致信任校长（苗于1926年离职后，校长接替顺序是：黄瑞安、叶秉机、陈希哲、林善儒、张世煊、邓水华、张燊霖，孔宪瑗、黄国俊、王学潜）。
民国十一年（1922）因军阀混战，学校惨遭毁坏，迁址府城金带街陈家祠。民国十七年（1928）迁回原址，大修校舍，并将黄塘寺改建，增作教室、宿舍，扩建体育场，加宽校道（即现西湖黄塘堤），充实教学设备。民国廿七年（1938）经省教厅批示，学校更名为广东省立惠州中学，校长黄佩伦。是年秋末，日军侵犯惠阳，学校迁址紫金县蓝口圩，又改名广东省立东江临时中学。
自民国初年至三十年代末，广东断续被军阀盘据，教育经费无从固定。该校虽是省立中学建制，但长期来，除特大的修建费得省厅批给一些之外，常年经费均由地方筹给。如民固十七年（1928）学校迁回原址扩建校舍，校长陈希哲将自己座落金带街高屋巷的祖屋变卖，支援复校。该校民国廿一年（1932）的概况年报中表明：全校教职员工25人，学生364人。全年支出经费共毫银36386元。这些支出都是收学生的每期学费（高中5元，初中4元）、宿费（1.5元）和城区范围内的筵席捐、生猪出口捐、码头捐、铺票抽彩（赌捐）、屠捐附加等地方税捐收入来解决。
该校有光荣的革命传统。在辛亥革命中有学生八十余人参加了同盟会。1911年3月29日广州“黄花岗之役”，盟员学生梁镜球、林良辅、林典煌三人赴广州参战，事败后撤回惠州。同年10月10日“武昌起义”胜利后，东江一带人民掀起“光复”斗争，该校盟员学生廿余人分赴博罗、河源、龙川、紫金、海丰等县组织、领导当地民军起义。11月8日起义民军拉开光复惠州城的战斗序幕；次日，民军与清军麈战于马鞍，该校盟员学生廿余人参战。由陈经任先锋，领队攻取馒头岭，直至弹尽援绝，不幸被俘。当日下午陈大义凛然，从容就义于府城十字街口。10日，民军攻克惠州县城。是役由盟员学生严辉墀、钟宜刚、林树人等领队，几经血战最先攻入县城，林树人腿负重伤。1919年“五·四”运动期间，省立三中学生最先发动组织惠州学生联合会，领导全城学生进行罢课和示威游行。一时，“废除不平等条约”、“惩办卖国贼”、“打倒孔家店”的革命怒吼震撼着惠州这个古老名城。该校学生的爱国行动得到广大群众的同情与支持，在城内雷厉风行地掀起了“抵制日货”的高潮，时达数月。6月间该校学生组织宣传队，分赴城乡各地开展巡回宣传，对广大劳动群众进行反帝反封建的爱国教育。时值酷暑天，学生们胸怀爱国热忱，宣传活动频繁，不幸李博济、何寿仁、陈肇嗣三位学生中暑不治，为国事献出了生命，深得崇敬和惋惜。惠州各界为他们联合举行了隆重的追悼大会。第一次国内革命战争期间，由该校学生为主体成立了“惠州新学生社”，成员发展到百余人。他们大力开展宣传，教育群众拥护“三大政策”；联合各界宣传募款支援“省港大罢工”，派出成员参加惠阳的工运、农运、妇运，当中林宝良、谢鸿恩、韩跃汪、赵伟强四位学生光荣参加了中国***。1927年“四·一二”事变后，谢鸿恩在广州广东区党委机关工作，被捕入狱，宁死不屈，最后被杀害，血洒广州天字码头。其时，惠州城同样是血雨腥风，充满白色恐怖，但该校的“新学生社”成员并未吓倒。除敌人注目的学运骨干林宝良、骆景仙、曾统等奉命潜离意州，转移到潼湖“四大半围”参加当地农运外，其余成员以秘密机动方式坚持斗争。1928年3月，在府城制造了震撼敌人的“湖园、惠波楼炸弹案”，有力地打击了敌人的反革命气焰。1937年7月7日抗日战争爆发，8月间，该校学生在全国人民抗日联合统一战线感召下，率先由学生自治会号召全校同学停课两周，走出校门开展抗日救亡宣传活动。1938年上半年，该校学生自治会作为惠阳学生社团代表，联合各界组织了“惠阳各界抗敌后援会”。以该校学生为主干力量，开展声势浩大的救亡宣传、抗日献金、抵制日货、查缉汉奸等工作。该校高三级全体学生组成若干宣传队，分赴惠、博、河、紫各县圩镇开展救亡宣传活动，有力地唤起广大农民团结抗日。几十年来，该校学生在每次革命斗争的历史时刻，总是读书不忘救国，和广大人民一道站在斗争的前列，就是洒热血、抛头颅也在所不惜。
民国十八年（1929）庆祝建校十八周年，校长林善儒特书“继往开来”四字刻石立柱，作为校训以勉后辈。这年月，丰湖之滨不时回荡着省立三中学生们纵情高唱的校歌：“古号循州，丰峰岭左，坡公南渡文明播。况此间，地枕西湖，如环绿水青山锁。桃李芳菲，春风婀娜。低徊今昔思无那。振衣长啸，榜山巅，鸡鸣不已来相知。”他们就是这样关心国事，发愤读书。当中人才辈出，有不少成为国内知名的党、政、军要人、学者、教授。如刘孟纯、李煦寰、廖尚果、林楚君、张良修、任国荣、曾生、黄焕秋、苗文绥等都是在该校接受中学教育的。
该校自创办时起，一直是东江地区最高学府。负担招收本学区高中学生，为全省十一所省立中学之一。学校拥有较强的师资力量。以民国廿一年该校师资情况为例：全校教员17人，其中高等师范学堂或师范大学毕业的7人、大学或专科学校毕业的9人、前清科举出身的1人。在三十年代期间，广东政局较为安定，是该校的鼎盛时期：办学也最具备这一时代的中学教育特色。三十年代开始，陈济棠主治广东，提倡“尊儒复古”、鼓吹“读书救国论”。该校于民国廿二年（1933）奉省教厅指令恢复“经训”科。初中各级读《论语》；高一二级读《孟子》，高三级读《大学》、《中庸》。“经训”是光绪廿九年（1903）学部颁布“癸卯学制”的课程，民国元年（1912）三月教育部颁行“壬子学制”已取消。民国廿五年（1936）陈济棠下台后，学校奉令取消该科。这期间学校的教学管理，主要采用每学期各级进行“甄别制度”，促使学生勤攻学业来保证毕业生的质量。民国廿年（1931）全省的省立中学质量评比，经省教厅派督学韩国清赴校检查考核，该校名列第五。民国廿二年（1933）该校第三届高中毕业生参加全省会考，成绩排列第三。同年，经省国民军事训练委员会与省教厅指令，该校正式成立“军事训练团”，对高中部实行“军事管理”。由省指令校长兼任上校军训团团长；派来少将军训主任一人，上、中、少尉教官各一人。高中一二年级参加军事训练。思想训练以“军人精神教育”为主；以中央军事训练总监部颁发的“陆军操典”为操练大纲。高二级军训合格发给军训毕业证书；军训不合格，不能取得高中毕业资格。民国廿七年（1938）七月，该校高二级的军训毕业生还奉省令赴广州参加全省高中军训毕业生集训，为期三个月。