SMA Negeri 3 Malang, yang beralamat di Jalan Sultan Agung Utara Nomor 7 Kota Malang, lahir pada tanggal 8 Agustus 1952 berdasarkan Surat Keputusan Menteri PP dan K Nomor 3418/B tertanggal 8 Agustus 1953. Pada saat itu bernama SMA B II Negeri Malang.
Sejarah perkembangan SMA Negeri 3 Malang secara kronologis dimulai setelah pengakuan kedaulatan Republik Indonesia pada tanggal 27 Desember 1949. Saat itu di kota Malang berdiri dua SMA yaitu SMA Republik Indonesia dan SMA Federal (VHO). Para pejuang TRIP, TP, TGP dan lain-lain yang sudah kembali ke sekolah, ditampung dalam satu SMA peralihan yang digabungkan ke SMA Federal.
Pada tanggal 8 Agustus 1952, jurusan B (Pasti Alam) SMA B II dan SMA Peralihan digabungkan menjadi satu berdasarkna SP Menteri PP dan K Nomor 3418/B dan diberi nama SMA B II Negeri. Nama ini digunakan karena terdapat dua SMA yang telah mengalami perubahan nama, yaitu SMA A/C menjadi SMA 1 C dan SMA Federal menjadi SMA B I Negeri. Dua SMA B tersebut kemudian menjadi SMA I B dan SMA II B. Nama tersebut dirasa kurang tepat karena nama SMA I B seolah-olah kulitasnya lebih tingggi dari SMA yang lain. Akhirnya diadakan perubahan nama ketiga SMA yang ada di Malang berdasarkan usianya yaitu: (1) SMA A/C menjadi SMA I A/C, (2) SMA I B menjadi SMA II B, dan (3) SMA II B menjadi SMA III B. Timbulnya SMA gaya baru pada tahun 1963 yang mengharuskan semua SMA mempunyai jurusan yang sama, yaitu budaya, sosial, ilmu pasti, dan ilmu pengetahuan alam), membuat nama tambahan A, B, dan C pada urutan nama keempat SMA di malang. Dan nama SMA III B berubah menjadi SMA Negeri 3 malang. Nama SMA Negeri 3 malang mengalami perubahan lagi menjadi SMU Negeri 3 Malang. Berdasarkna SK Mendikbud Republik Indonesia Nomor: 035/0/1997, dan kemudian kembali lagi menjadi SMA Negeri 3 Malang.
Mengacu pada visi dan misi sekolah, sejak tahun 2014 SMA Negri 3 Malang melaksanakan ujian sertifikasi ICAS. ICAS bertujuan untuk mengapresiasi prestasi peserta didik yang berhasil mengikuti International Competitions and Assessmets for Schools (ICAS) pada setiap subjek yang telah diikuti ( English, Mathematics, Science, Writing, and Computer Skills). Nilai Ujian ICAS tersebut dapat dipakai untuk pertimbangan penambahan pada nilai akhir (NA) mata pelajaran tertentu pada semester genap sehingga nilai rapor peserta didik pada semester tersebut diharapkan dapat menjadi lebih baik. Untuk subjek English dan writing berkontribusi terhadap nilai bahasa Inggris atau Bahasa dan Sastra Inggrios. Untuk subject Science berkontribusi terhadap nilai Fisika atau Kimia atau Biologi. Penambanan pada Nilai Akhir didasarkan pada portofolio yang didapat peserta didik tersebut.
SMA Negeri 3 Malang juga sebagai satu-satunya Authorized testing Center, yang merupakan lembaga sertifikasi dan lisensi International Microsoft. Keuntungan yang diperoleh dengan adanya otoritas tersebut, antara lain berupa lisensi, pelatihan, dan sertifikasi. Dengan diperolehnya lisensi tersebut, seluruhperangkat komputer SMA Negeri 3 Mlang akan mendapatkan lisensi dari Microsoft. Sedangkan fasilitas pelatihan yang diperoleh berupa Pelatihan (TOT) untuk beberapa guru SMA negeri 3 Malng yang nantinya akan diproyeksikan menjadi pelatih resmi Microsoft. Pelatih tersebut akan memberikan pelatihan secara profesional untuk para peserta (siswa, dunia usaha, dan masyarakat umum), yang akan mengikuti sertifikasi microsoft.
Pada bulan Desember 2018, SMA Negeri 3 juga mendapat penghargaan juara 1 predikat sebagai sekolah ramah anak tingkat provinsi Jawa Timur oleh Dinas Pendidikan Provinsi Jawa Timur. Sekolah Ramah Anak adalah sekolah yang secara sadar berupaya menjamin dan memenuhi hak-hak anak dalam setiap aspek kehidupan secara terencana dan bertanggung jawab. Prinsip utama adalah non diskriminasi kepentingan, hak hidup serta penghargaan terhadap anak. Sebagaimana dalam bunyi pasal 4 UU No.23 Tahun 2002 tentang perlindungan anak, menyebutkan bahwa anak mempunyai hak untuk dapat hidup tumbuh, berkembang, dan berpartisipasi secara wajar sesuai harkat dan martabat kemanusiaan, serta mendapatkan perlindungan dari kekerasan dan diskriminasi.Disebutkan di atas salah satunya adalah berpartisipasi yang dijabarkan sebagai hak untuk berpendapat dan didengarkan suaranya. Sebagai sekolah yang menyandang predikat sekolah ramah anak, sekolah ini diharapkan dapat selalu melibatkan anak untuk berpartisipasi dalam segala kegiatan, kehidupan sosial,serta mendorong tumbuh kembang dan kesejahteraan anak.
SMA Negeri 3 Malang sudah mengalami beberapa kali pergantian Kepala Sekolah yang secara kronologis sebagai berikut:
- Bapak R. Koeswaondo (1952 s.d 1962)
- Bapak Soeroto (1962 s.d 1968)
- Bapak H. Soedarminto (1968 s.d 1978)
- Bapak Bambang Poerwono (1978 s.d 1986)
- Bapak H. Haroen Soemawinata (1986 s.d 1989)
- Bapak Abdullah Uki (1989 s.d 1993)
- Bapak Djohan Arifin (1993 s.d 1998)
- Bapak Drs. H. Moh. Saleh (1998 s.d 2005)
- Bapak Drs. H. Tri Suharno (2005 s.d 2009)
- Ibu Ninik Kristiani, M.Pd. (2009 s.d 2009)
- Ibu Dra. Hj. Rr. Dwi Retno Ujian Ningsih, M.Pd. (2009 s.d 2011)
- Bapak Drs. Moh Sulthon, M.Pd. (2011 s.d 2014)
- Ibu Hj. Asri Widiapsari, M.Pd. (2014 s.d 2023)
- Bapak Drs. Amat, M.M.Pd. (2023 s.d 2024)
- Bapak Dr. Sasongko, S.Pd., M.M. (2024 s.d sekarang)