1953年9月1日，我校的前身北京第四十六中学成立并开业。 上课地点为火神殿小学（今德国第五小学），共有教职员工18人，学生（新生）4个班160余人。
1954年1月，学校迁至西城区新外街12号。 校园占地51英亩，建有仿苏联飞机的三层教学楼和礼堂。
1954年8月，从北京第六女子中学（今第156中学）抽调一个女子班，学生人数增至200人。学校成立党支部。
1956年7月，第一届初中生毕业； 8月北京师大三附中，首批两班高中生入学，学校发展成为“完全中学”。
1959年，进行“九年一贯制”教材改革实验，并成为北京师范大学实验学校。
1960年初，经北京市政府批准，我校正式更名为北京师范大学第二附属中学，受北京师范大学和西城区双重领导和管理。
1960年7月，四层学生宿舍楼竣工并投入使用。
1963年7月，经教育部批准设立文科实验班，进行高中文科改革实验。
1965年7月，经中华人民共和国教育部批准，在高中文理科改革中举办学术班并进行实验。
1969年开始国际交流，是北京最早对外开放的中学。
1971年恢复高中招生（文革期间暂停），当年招收两个班新生。
1976年，学校党支部发展成为北京师范大学直属党支部。
1979年，经上级教育部门批准，我校被列为北京市第一批重点中学。
1982年7月，教职工宿舍楼竣工，70户教职工家属入住。
1983年7月，承担教育部重点科研项目，开展“五四”（小学五年、初中四年）学制改革实验。 学生青年党校成立。
1984年9月，学校直属党支部发展为党总支。
1985年，首次出版教师教育教学论文集《探索》。
1987年7月，学校召开第一届教师代表大会。
1987年9月，老学校教育家协会成立。
1988年4月，科学楼（二层宿舍楼及办公楼旧址）竣工并投入使用。
1989年，学校成立教学部。 开设初中数学实验班。
1993年9月北京师大三附中，学校庆祝建校40周年。
1995年恢复“高中文科实验班”，培养高素质综合性文科预科人才。
1996年，创办校报《三色帆》。
1997年，创办“北京三范中学”作为学校初中，开展办学体制改革试点。 校刊《教研简报》创刊。
1998年，北京市立中学成立时，校本部根据市政府、市教委的决定，停止初中招生。 制定《教育改革方案》，明确提出我校“三优一发展”的培养目标。
1999年，拆除原学生宿舍楼，建成示范工程体育馆。 学生会主办第一期刊物《三色草》。
2000年，培训中心大楼竣工并投入使用。
2001年，我校被确定为北京市首批“普通高中示范学校建设学校”之一。
2002年，新教学楼（原教学楼旧址）竣工并投入使用。
学校实施教育部“高中扩招工程”，招收高一12个班。
2003年，学校庆祝建校50周年，主题是：教育创新五十年，育人文人才。
2004年，学校召开“教学工作会议”，树立“有效教学”理念
清河校区（国际部）于2007年竣工
2007年创建《课程体系》、《课程管理体系》和《学生辅导系统》，成立“学生辅导中心”，成为“北京市高中新课程改革实验样板学校”
国际部2008年开始招生
2010年，北京市西城区人民政府与北京师范大学签署了《共建北京三范中学协议》。
2011年初，中心学校南教学楼改造工程开工，2012年底竣工。
北京师范大学第二附属中学科技城学校正在建设中
2013年，我们以“人文、独立、特色、传承、创新、育人”为主题庆祝建校60周年
总结提炼以“人文独立”为核心的学校文化
召开第二届校友代表大会，选举产生第二届校友理事会。
成立“北京师范大学第二附属中学校友发展教育基金会”
2014年承办北京师范大学二附中未来科技城学校。
2015年，北京渝中中学正式并入北京三范中学。
北京师范大学第二附属中学承办北京市西城区实验学校
2016年，西城区教委与我校签订协议，委托我校继续承办北京三范中学。
（含三范中学榆中校区），承办北京师范大学第二附属中学西城实验学校
2016年，西城区教委与我校签订协议，委托我校继续承办北京三范中学。
（含北京三范中学榆中校区），主办北京师范大学第二附属中学西城区实验学校
2017年出版《人文人文追随自主成功》一书关于自主课程的实验性创新探索。