Okulumuzun kuruluşu İstiklal Savaşı'ndan çok eski yıllara uzanır. Osmanlı dönemiznde kurulan "Rüştiye Mektebi" orta öğretim okulu olarak görev yapmış, sonra da bu isim "İstiklal Mektebi" olarak değişikliğe uğramış, bugünkü liseler ayarında öğretim görevini sürdürmüştür. Yine bir süre sonra bu isim de değiştirilerek "Sultani Mektebi" olarak adlandırılmış, ilkokul "Birinci Devre", orta ve lise "İkinci Devre" olarak görevini sürdürmüştür.

Okulumuzun emekli beden öğretmeni ve müdür başyardımcısı sayın Hüsnü SOYER'den edinilen bilgilere göre Rüştiye Mektebi, şimdi okulumuzun bulunduğu yerde eski bir binada hizmet görüyormuş. İdari Mektebi de şimdiki Yasin Çakır Un Fabrikasının bulunduğu yerde ahşap büyük bir bina imiş. Bir süre sonra, bu okul şimdiki Orduevi'nin arkasında ve yakın yıllara kadar Gazi İlkokulu adıyla görev yapan ve sonradan yıkılma tehlikesi olduğu için yıkılan ahşap büyük bir binaya taşınmış ve İstiklal Savaşına kadar görevini orada sürdürmüştür. 1920 yılında şahrin Yunan işgaline uğraması üzerine kapanmıştır. 2 Eylül 1922'de Eskişehir'in düşman işgalinden kurtulmasından sonra "Sultabi Mektebi" aynı binada Eskişehir Orta Mektebi adı ile yeniden kurularak görevini sürdürmüş ve 1929 - 1930 öğretim yılında lise ihtiyacı balirince okul, Odunpazarı otobüs durağı karşısındaki (halen müze olarak kullanılan) binaya taşınmıştır. 1930 - 1931 öğretim yılından itibaren de lise kısmı açılarak Eskişehir Lisesi adı ile ilk mezunlarını 1932 - 1933 öğretim yılı sonunda vermiştir. Emekli öğretmen Hüsnü SOYER ve eski mezunlardan Abdurrahim YÜREKLİER ile Hikmet ŞENDİL'den edinilen bilgilere göre 21 Ekim 1932 Perşembe Atatürk yanında kalabalık bir zevat ile şimdiki Odunpazarı otobüs durağı karşısndaki binada bulunan Eskişehir Lisesi'ni ziyeret etmiştir. Okul müdürü Semih KUMAN ve nöbetçi öğretmenler Hüsnü SOYER ve Nurettin Beyler okul girişinde ATA'yı büyük bir heyecanla karşılamışlardır. Atatürk bu ziyeretinde sınıflarda öğrencilerle ve ders programları ile ilgilenip öğrencilere çeşitli sorular sormuşlardır. Aradan iki yıla yakın bir zaman geçtikten sonra tarihini tespit edilemeyen bir tarihte Atatürk trenle Eskişehir'den geçerken istasyonda duraklama esnasında; vali İsmail Hakkı Bey, hava alayında görevli Sabiha Gökçen Hanım, lise müdürü Semih KUMAN , edebiyat öğretmeni Cemal DURU, Belediye Başkanı Kamil KAPLANGI, gazeteci Faruk Şükrü YERSEL, parti müfettişi Osman IŞIN, Temyiz mahkemesi üyeleri ve bazı daire müdürlerinden meydana gelen heyeti kabul etmiş ve lisenin eski binasından, halen kullanılan ve o zaman Hükümet Konağı olarak yapılmış bulunan yeni binaya taşınması yolundaki dilekleri kabul edip, isteğin yerine getirilmesi için ilgililere emir vermiştir. böylece Eskişehir Lisesi 1934 -1935 ders yılı başında yeni binasına taşınmıştır. Helen kullanılmakta olan bu binanın temeli İstiklal Savaşı'ndan çok önce atılmış, fakat savaş yıllarının sıkıntısı içinde tamamlanması çok uzun sürmüştür. 1952 yılında ilk mezunlardan Hasan POLATKAN'ın yardımlarıyla kalorifer tesisatına kavuşmuş ve bütün gayreti ile ülkemizin kültürüne hizmete devam etmektedir.

1959 - 1960 öğretim yılında okulda Akşam Lisesi açılmış ve 1961 yılında okulun adı ATATÜRK LİSESİ olmuştur. Ayrıca 1980 - 1981 öğretim yılından itibaren Akşam Okulu'nun Akşam Lisesi'ne katılması ile aynı binada Atatürk Lisesi ile Atatürk Akşam Lisesi olmak üzere iki idare altında görevlerini sürdürmeye başlamışlardır. Ancak, Akşam Lisesi 1984 - 1985 öğretim yılında kapanmıştır. bugün Atatürk Lisesi bünyesinde 1968'den beri faaliyet gösteren bir erkek öğrenci pansiyonu vardır. Burada paralı ve parasız yatılı olamk üzere 130 civarında öğrenci barınmaktadır.

Öğrencilerimizin beden eğitimi derslerini yapabilmeleri için 1988 yılında bir spor salonu yapılmıştır.

Halen 69 öğretmen, 1618 öğrencinin eğitim - öğretim gördüğü okulumuzda fizik, kimya, biyoloji ve bilgisayar laboratuarları mevcuttur. Sabahçı - öğleci 44 sınıfımı vardır. Üç katlı olan okulumuzun her katında bir idare odası bulunmaktadır. Okulun kuruluşundan bu yana hizmet veren Cengiz TURAN kitaplığı Eskişehir'deki büyük kütüphanelerden birisidir. Kütüphanemizde 11.428 adet kitap vardır.