张掖育才中学始建于1950年，2001年5月与张掖中学重组合并。2018年7月，张掖市青西中学整体搬迁到现址，恢复张掖育才中学建制。2020年8月，甘州区南关学校初中部并入张掖育才中学。
1950年7月，驻四川省的中国人民解放军第二*战野**军所属十二军、十五军领导机关，为了解决随军干部子女学习文化的问题，联合办起了一所学校，校名“育才小学”，地址在四川省清木关。1953年迁址河北省邢台市北关河佰祠。
1959年元月起，学校交由中国人民解放军0029部队（后改称8120部队）管辖，并更名为0029部队育才小学。
1960年，0029部队从朝鲜回国后不久，即调到甘肃清水实验基地。0029部队将所属育才小学现有组织机构、人员、营房、营具、教学设备和其他物资器材等全部移交北京军区。育才小学的人事、*党**政、财务等一切关系，由北京军区负责。中学部独立，仍归0029部队领导，暂住邢台原校址，待条件成熟后再行西迁。校名定为“中国人民解放军0029部队育才中学”。至此，育才中学的校名正式产生。
1963年，中国人民解放军0029部队育才中学正式由河北省邢台市迁到甘肃省张掖县城。新校园位于张掖县城西南隅，是原中国人民解放军513医院所在地。
1964年12月12日，8120部队在张掖的育才中学移交地方管理。
1965年1月1日，张掖专署确定育才中学为县级建制，重新任命了领导班子成员。
1978年4月，学校被确定为地区重点中学。7月，取消“张掖地区*卫兵红**中学”的校名，恢复原名“张掖地区育才中学”。
1998年6月，育才中学被确定为独立初级中学。
2001年4月，甘肃省原张掖中学和原张掖地区育才中学合并重新组建甘肃省张掖中学。甘肃省张掖中学重组后为独立高中，县级建制，新校址为原张掖地区育才中学，保留“甘肃省张掖中学”的校名，张掖地区育才中学的建制取消。
2018年7月，张掖中学搬入滨河新区新校区，张掖市青西中学整体搬迁到现址，恢复张掖育才中学建制。
2020年8月，甘州区南关学校初中部并入张掖育才中学。
