Ngày 4/9/1960, Trường cấp III Xuân Đỉnh - ngôi trường cấp III đầu tiên của huyện Từ Liêm (trước đây là Quận 5 - Hà Nội) khai giảng năm học mới. Trường được thành lập từ chủ trương của Đảng và Nhà nước ta nhằm mở mang nền giáo dục nước nhà, đào tạo nhân lực, nhân tài cho đất nước, là một phần thưởng lớn dành cho cán bộ, nhân dân huyện Từ Liêm do đã có thành tích trong phong trào thi đua yêu nước, trong phong trào lao động sản xuất đặc biệt là thành tích về thuỷ lợi lúc bấy giờ. Ngôi trường đặt giữa vùng quê hiếu học: Xuân Đỉnh, Đông Ngạc, Cổ Nhuế, Phú Thượng, Nhật Tân, Xuân La, Nghĩa Đô... nơi có nhiều làng khoa bảng, nhiều làng nghề truyền thống, làng lúa, làng hoa, là tiền đề cho sự phát triển và những thành tích của nhà trường.
Từ những năm đầu tiên, nhà trường tự hào với đội ngũ cán bộ, giáo viên giỏi về chuyên môn, tâm huyết với nghề như thầy Võ Nham, thầy Dương Văn Huê, thầy Nguyễn Khắc Duyến, thầy Vũ Đình Nho (được tặng thưởng Huân chương Lao động hạng Ba), thầy Nguyễn Triệu Hải (được tặng Huy hiệu Bác Hồ), thầy Phạm Tạo, thầy Vũ Xuân Mai, thầy Trần Lâm Hải, thầy Đoàn Khả Kính, thầy Lê Tất Tôn, thầy Hoàng Mai Định, thầy Phạm Văn Thư ... Những năm sau đó, các thầy trở thành nhà quản lý trong ngành giáo dục và nhiều ngành khác, trở thành các nhà giáo giỏi, có uy tín ở các trường có chất lượng cao của Hà Nội.
Nhà trường là nơi dạy dỗ, đào tạo nhiều con em lãnh đạo của Đảng và Nhà nước ta như con Đại tướng Võ Nguyễn Giáp, con Tổng Bí thư Lê Duẩn, …là nơi đón nhận các lớp chuyên Toán đầu tiên của Hà Nội sơ tán về học trong thời kỳ chiến tranh. Học sinh những khóa đầu của trường thành công trên nhiều lĩnh vực, là những cán bộ, công dân gương mẫu, có nhiều cống hiến to lớn cho đất nước. Những năm tháng chiến tranh, hơn 600 học sinh của trường đã vào bộ đội ở các chiến trường, có người trở thành anh hùng, có người là dũng sỹ diệt Mỹ như: anh hùng Lê Thanh Đạo, Đỗ Đình Quảng, Nguyễn Hữu Xuân, Công Doãn Đương... Nhiều anh chị đã để lại phần xương máu của mình vì sự nghiệp giải phóng miền Nam, thống nhất đất nước. Các liệt sỹ Đỗ Thế Hiền, Nguyễn Văn Thiệu, Đỗ Đặng Tô, Chu Văn Hùng, Phạm Văn Ứng, Phạm Văn Hợp, Nguyễn Văn Kim, Nghiêm Xuân Cường, Nguyễn Văn Tuyên, Đoàn Văn Anh, Phạm Văn Thận, Nguyễn Quang Toàn, Kiều Văn Long, Nguyễn Văn Dư, Phạm Gia Bảo,... cùng biết bao liệt sỹ khác. Trong học tập, nghiên cứu khoa học có tiến sỹ hóa dầu Phạm Quang Dự, giáo sư bác sỹ Hoàng Thủy Hồ, tiến sỹ thủy lợi Nguyễn Đình Thịnh, tiến sỹ toán học Nguyễn Hữu Việt Hưng, tiến sỹ toán học Nguyễn Văn Phú, giáo sư, tiến sỹ Địa Vật lí Mai Thanh Tân.
Niềm tự hào to lớn của các thế hệ thầy và trò Trường THPT Xuân Đỉnh là trường được nhận danh hiệu cao quý “Lá cờ đầu toàn Miền Bắc những năm 1964 -1967”. Những năm tháng chiến tranh, nhà trường là điển hình về phong trào thi đua “Hai tốt”, về thực hiện nguyên lý giáo dục của Đảng "Học đi đôi với hành, nhà trường gắn liền với xã hội”, Đoàn thanh niên được nhận cờ thi đua “3 sẵn sàng” năm học 1964 -1965. Nhà trường được nhận nhiều phần thưởng cao quý như: Huân chương Lao động hạng Ba do Nhà nước trao tặng năm học 1966-1967; Bằng khen của Thủ tướng Chính phủ năm 2000; đạt Trường THPT chuẩn Quốc gia đầu tiên của Thành phố Hà Nội năm 2003; Huân chương Lao động hạng Nhì do Nhà nước trao tặng năm học 2004 – 2005; Bằng khen của UBND Thành phố các năm 2006, 2008, 2010, 2016; Bằng khen của Thủ tướng Chính phủ năm 2012; Cờ “Đơn vị xuất sắc phong trào thi đua năm học 2018 – 2019” của UBND Thành phố.
Trường vinh dự được đón đồng chí Tổng Bí thư Lê Duẩn, Đại tướng Võ Nguyên Giáp, Phó Thủ tướng Nguyễn Khánh, Phó Thủ tướng Phạm Gia Khiêm, đồng chí Phạm Thế Duyệt - nguyên ủy viên Bộ chính trị, Bí thư Thành ủy Hà Nội, đồng chí Nguyễn Quốc Triệu - nguyên Chủ tịch Ủy ban nhân dân Thành phố Hà Nội… về thăm động viên cán bộ, giáo viên, học sinh nhà trường, mãi mãi là niềm tự hào, nguồn cổ vũ động viên cho thầy và trò nhà trường.
Cán bộ, giáo viên, học sinh tự hào và nhớ ơn các thế hệ đi trước đã dành bao tâm sức, trí tuệ tạo dựng truyền thống Trường THPT Xuân Đỉnh như ngày hôm nay. Các thầy cô lãnh đạo nhà trường qua các thời kỳ như thầy Võ Nham, thầy Dương Văn Huê, thầy Nguyễn Khắc Duyến, thầy Nguyễn Văn Cừ, thầy Phan Trọng Hiền, Thầy Đỗ Ninh, cô Vũ Thanh Lệ, cô Nguyễn Bạch Vân, thầy Nguyễn Đắc Lực, thầy Lê Huy Hùng, thầy Trương Quang Huy, Thầy Nguyễn Chí Trung, thầy Hoàng Mai Định, thầy Nguyễn Viết Cẩn, thầy Lê Quốc Trường, thầy Đỗ Văn Hà. Tiêu biểu là cô Trần Thị Phượng được bầu làm Đại biểu Quốc hội khóa V, cô Hoàng Huyền Á được phong tặng danh hiệu Nhà giáo ưu tú năm 2008. Các thầy cô mãi mãi là những cánh chim đầu đàn, tấm gương tiêu biểu cho các thế hệ thầy và trò nhà trường noi theo.
Trường THPT Xuân Đỉnh hôm nay có khung cảnh sư phạm đẹp với diện tích 24.200m2, cơ sở vật chất khang trang, hiện đại. Sứ mệnh của nhà trường là giữ vững và phát huy môi trường học tập nề nếp, kỷ cương, chất lượng giáo dục cao; mọi học sinh đều có cơ hội phát triển toàn diện, phát huy năng lực cá nhân, tính năng động và sáng tạo với hệ thống giá trị cơ bản, cốt lõi: “Tình đoàn kết - Lòng nhân ái - Tinh thần trách nhiêm - Sự hợp tác - Lòng tự trọng - Tính sáng tạo - Tính trung thực - Khát vọng vươn lên”; chăm lo, xây dựng đội ngũ cán bộ, giáo viên, nhân viên mạnh về năng lực chuyên môn, thành thạo về công nghệ thông tin, ngoại ngữ, có tinh thần đoàn kết. Chiến lược phát triển nhà trường trong giai đoạn 2020 - 2025 xác định rõ mục tiêu và các giải pháp chủ yếu trong quá trình vận động và phát triển nhằm “Xây dựng nhà trường có uy tín về chất lượng giáo dục, mô hình giáo dục hiện đại, tiên tiến phù hợp với xu thế phát triển của đất nước, hội nhập với các nước trong khu vực và thế giới ”.
60 năm - chặng đường phát triển đầy tự hào của các thế hệ thầy và trò Trường THPT Xuân Đỉnh là nền tảng vững chắc, là niềm tin, hy vọng, thắp lửa cho những truyền thống hào hùng, những ước mơ, hoài bão cho các thế hệ học sinh.