在先进教育理念的指引下，学校教育教学质量实现了飞跃式提升，2002-2009八年中，共计30人获得了广东省高考省市状元。其中，有2人获得广东省高考总分状元，2人获得广东省高考深圳市文科总分状元。14人次获得广东省高考单科状元，12人获得广东省高考深圳市单科状元。

　　深圳市高级中学是2010年全市高中学校中招生人数最多的学校之一（20个班，1000名学生），也是全市高中学校中重点与本科上线人数最多的学校之一。2007年高考，学校重点上线达390人，本科上线达782人；2008年高考，学校重点上线达343人，本科上线达807人；2009年高考，学校重点上线达395人，本科上线达747人；上线人数均名列全市前二名。学校2008年高考，本科升学率为92%；2009年高考，本科升学率达到95%，上升了3个百分点；2010年高考的本科升学率较之09年也有上升。2008年高考重点升学率为39%，2009年高考重点升学率达到50%，上升了11个百分点；继2003年之后再一次进入全市前三名。

　　注：2007、2008、2009年学校的升学率在逐年上升，而上线的绝对人数有时不成正比，是因当年报考人数造成的。在学生出国热的大趋势下，学校每年都有上百名的优秀高中学生在高中阶段就提前出国深造。

　　2010年，学校参加清华、北大等重点大学自主招生考试（含体育、艺术特长生）的名额名列全市前茅，10人获得清华、北大优录资格，302人获得重点大学高考签约加分，其中，获得加分40-50分优录资格的有3人，获得加分20-30分优录资格的有32人，其他学生均获得5-15分加分（或达一本、二本线）优录资格。近几年，学校每年均有近60名学生通过体育、艺术、科技、学科竞赛等进入清华、北大等全国重点高等院校就读。