Томска открыт в июне 1992 года. Инициатива администрации Томского политехнического университета, доцентов химико-технологического факультета А.А. Медвинского, В. М. Икрина, Г. В. Ныш, Н. И. Гаврюшевой была поддержана Управлением образования г. Томска. Уникальность лицея состоит в том, что это единственное в городе муниципальное учреждение, работающее полностью на площадях вуза – Национального исследовательского Томского политехнического университета.

В лицее реализуется уровень среднего общего образования. Все десять классов (268 учащихся 10-11 классов) занимаются по учебному плану физико-математического профиля. Модифицированные и экспериментальные программы обучения реализуются на трех уровнях: первый уровень - реализация обязательных учебных предметов на базовом уровне; второй уровень - реализация профильных учебных предметов (физика, химия, математика) при проектировании и осуществлении программ инвариантной части; использование оборудования и учебно-методической базы НИ ТПУ для проведения занятий; организация допрофессиональной подготовки, летних практик по предметам, создание профильных групп и организация исследовательской и проектной деятельности учащихся с привлечением профессиональных кадров НИ ТПУ; третий уровень - мультисетевое взаимодействие с различными организациями; реализация дополнительных образовательных услуг через организацию спецкурсов развивающего характера, олимпиадных тренингов; организация внеурочной деятельности учащихся по профильным предметам через систему непрерывного консультирования; организация внеклассной деятельности через школьное научное общество учащихся, олимпиадное движение. В результате каждый учащийся имеет возможность формировать свою индивидуальную образовательную траекторию, заниматься проектной и исследовательской деятельностью.

Лицей при ТПУ является Региональной инновационной (экспериментальной) площадкой по формированию и развитию ключевых компетенций в процессе обучения старших школьников и Региональной экспериментальной площадкой для осуществления совместных исследований и образовательной практики Центра развития физико-математического образования при ТГПУ по отработке новых технологий адресного сопровождения одаренных детей; учреждение имеет статус муниципальной сетевой образовательной площадки «Олимпиадный тренинг».

В 2015-2016 году по инициативе НИ ТПУ и ООО «Газпром трансгаз Томск» открыт «Газпром-класс», разработан план совместных профориентационных мероприятий с компанией. В 2016-2017 учебным году на базе МБОУ лицей при ТПУ совместно с НИ ТПУ созданы и функционируют специализированные классы – «Атом-класс» и «IT–класс» 
В 2016- 2017 учебном году в различных конкурсах, исследовательских проектах на международном уровне лицеисты завоевали 104 первых и призовых мест , на Всероссийском уровне - 98, на региональном уровне – 164 победы. На Международной выставке EXPO-SciencesVostok в г. Москва стали победителями 3 человека, во Всероссийском конкурсе «Ученые будущего» ( МГУ, корпорация Intel, г. Москва ) - 3 победителя, на XVIII Всероссийской конференции -конкурсе исследовательских работ старшеклассников «Юные исследователи – науке и технике»(г. Томск) - 27 победителей и призеров, в Открытом областном образовательном форуме-конкурсе «Форсайт +20: высокие технологии и профессии будущего» стали победителями и призерами 4 лицеиста, в X Областной научно-практической конференции школьников «Я изучаю природу» - 2 призера, Российском национальном юниорском водном конкурсе школьных проектов -2017 (региональный этап) - 1 победитель, на региональном этапе Всероссийского конкурса юношеских исследовательских работ имени В.И. Вернадского - 9 победителей и призеров, в региональном чемпионате «Молодые профессионалы» (Juniorskills) - 4 призера, во Всероссийском конкурсе «Ученые будущего» - 4 победителя и призера и др.

С первых дней учебы в лицее приоритетной для ребят становится исследовательская деятельность. И как результат этого - успешное участие в Международных, Всероссийских конференциях и научных конкурсах. 73 лицеиста из 126 выпускников 2017 года занимались исследовательской деятельностью под руководством ученых, аспирантов, магистрантов Томского политехнического университета и учителей лицея при ТПУ.

Школьникам лицея предоставлены широкие возможности участия в спецкурсах, которых более двадцати. Работа на этих спецкурсах по выбору - исток исследовательского дебюта. Особенностью лицея является организация общения лицеистов с выдающимися людьми, учеными естественнонаучных, технических и гуманитарных областей. Обаяние личности крупного ученого, широта кругозора, масштабность проблематики, производят на детей большое впечатление, дают импульс развитию их интереса к науке. В лицее традиционно проводятся «Профессорские чтения»» с приглашением ученых. С 2015 года в период проведения фестиваля проектов « Науки вокруг нас» реализуется социальный проект « Живая библиотека», в ходе которого проходят встречи с поэтами, актерами, писателями, спортсменами, художниками и скульпторами. Многие ученые считают, что одной из объективных оценок результатов работы учреждения образования является участие ее воспитанников в олимпиадном движении.

Ученики лицея при ТПУ являются постоянными участниками и призерами Всероссийской олимпиады школьников. В 2016-17 учебном году 200 лицеистов приняли участие в олимпиадах по русскому языку, английскому языку, немецкому языку, литературе, математике, физике, астрономии, информатике, химии, биологии, экологии, праву, обществознанию, географии, истории, экономике, физической культуре, ОБЖ, МХК. 69 лицеистов стали победителями и призерами Всероссийской олимпиады школьников на муниципальном этапе. 20 лицеистов - в числе лучших на региональном этапе. Два выпускника лицея 2017 года представляли Томскую область на Заключительном этапе Всероссийской олимпиады школьников по химии и экологии.

Благодаря хорошо организованной межведомственной интеграции, при лицее создана уникальная сеть ОУ, организаций, бизнес-структур, Фондов и др. с целью развития детской одаренности. Уже более 10 лет функционирует модель взаимодействия «школа-вуз-предприятие». В рамках сетевого взаимодействия в ОУ создана система допрофессиональной подготовки, реализуются проект «Путь к успеху», программы «Одаренный ребенок», психолого-педагогического сопровождения допрофессионального развития инженера, развития технического и проектной-конструкторского мышления. Заключены договора о сотрудничестве и взаимодействии с Национальным исследовательским Томским политехническим университетом; Областным государственным учреждением «Облкомприрода»; ОГОУ ДПО «Томским областным институтом повышения квалификации и переподготовки работников образования»; муниципальным автономным учреждением информационно-методический центр г. Томска; Общероссийским общественным движением творческих педагогов «Исследователь»(Москва); Томским региональным отделением Общероссийского общественного движения творческих педагогов «Исследователь»; Томским региональным отделением Российского геологического общества; Благотворительным фондом «Надёжная смена», г. Екатеринбург; Фондом содействия развитию недропользования на территории Томской области; ОАО «Системным оператором Единой энергетической системы России», г. Москва.

Совместно с НИ ТПУ и другими сетевыми партнерами лицей организует с 2000 года Всероссийскую конференцию-конкурс исследовательских работ старшеклассников «Юные исследователи – российской науке и технике»; с 2010 года - « Межрегиональную научно-практическую конференцию «Организация исследовательской деятельности детей и молодежи: проблемы, поиск, решения»; региональный научно-практический семинар для учителей. При поддержке сетевых партнеров с 2001 года наше учреждение организует региональный турнир «Математические бои»; городской Турнир по физике «Рыцари творчества»; Межрегиональный конкурс молодых химиков «Vita» (конкурс для школьников); городскую игру-конкурс по информатике «Наш мир»; городскую игру по русскому языку «Компетентностные задачи». С 2007 года лицей организует работу со школьниками 7-х классов г. Томска по развитию интереса к химии в рамках химического кружка. Развивая это направление с помощью игровых технологий, лицей с 2007 года проводит региональные «Химические бои», объединяя вокруг себя до 200 учащихся Томской области.

Гармоничное воспитание личности будущих специалистов обеспечивается формированием ключевых компетенций, развитием ответственности, инициативы, трудолюбия, толерантности, умения любить и создавать прекрасное. Воспитательная работа в лицее включает в себя традиционные мероприятия: День знаний, поход «Золотая осень», День учителя, Посвящение в лицеисты, Новогодний карнавал, День святого Валентина, Мистер и Мисс лицея, День Земли, Последний звонок.

Лицеисты – активные спортсмены. В 2016-2017 учебном году они стали победителями и призерами в городской волонтерской программе «Марафон здоровья», викторине по здоровому образу жизни, отборочному турниру по настольному теннису, в отборочном турнире по волейболу среди юношей и девушек; в городской легкоатлетической эстафете заняли 3 место , в соревнованиях по мини-футболу в рамках городской спартакиады «Здоровье»- 2 место, в Первенстве города по волейболу- 2 место, во Всероссийском кроссе наций – 3 место.

Лицеисты участвуют в 11 городских и региональных воспитательных программах, в таких как: военно-патриотическая программа «Память» (в 2016-2017 учебном году: «игра на местности» -1 место , блиц-турнир «Советская Гвардия на защите Отечества» - 2 место , слайд-викторина «У истоков русской Гвардии» - 3 место); «Здоровье и развитие молодежи»; «Детско-юношеский парламент»;«Планирование карьеры –путь к успеху»; «Формула творчества: инициатива, исследование, проектирование, сотрудничество» «Люби и знай свой город и край»; «Образовательная робототехника»; «Учимся жить вместе»; городская Спартакиада «Здоровье», спортивная программа «Высокий старт с ТПУ»;ведомственная целевая программа «Одаренные дети». Результат участия: городская волонтерская программа «Марафон здоровья» - 1 место, «Я - гражданин Томска! Обнимем юностью наш город» (игра «имею право) – 3 место, «Образовательная робототехника» («Осенний кубок») - 6 победителей и призеров, городской риторический турнир - 3 призера; областные политические дебаты - 1 место и др.

Педагогический коллектив качественно подготовлен к инновационной деятельности – 96% педагогов имеют высшую квалификационную категорию, ежегодно 100% проходят курсы повышения квалификации. Более 90 % педагогов представляют опыт своей работы на конференциях различного уровня. В лицее работают Заслуженный учитель РФ, Почетные работники РФ, победители приоритетного национального проекта «Образование», Лауреаты премии Томской области и города Томска в сфере образования, стипендиаты Губернатора Томской области. Педагогический коллектив лицея отличает высокое качество преподавания общеобразовательных предметов и углубленное преподавание профильных на основе инновационных программ и технологий; формирование у обучающихся компетенций, необходимых специалистам высокого класса.

Традиционно по результатам государственной итоговой аттестации в форме ЕГЭ учреждение занимает первое место в Томской области по среднестатистическому тестовому баллу. В 2016 году среднестатистический тестовый балл составил 80,1. С начала эксперимента ЕГЭ в 2002 году по математике, физике, русскому языку, химии, информатике лицеисты – лучшие в регионе. Поступление выпускников лицея в высшие учебные заведения на бюджетные места составляет 100%.

Результаты работы учреждения высоко оценены. Лицей - победитель Приоритетного национального проекта «Образование», дипломант Всероссийского форума «Образовательная среда», участник Федерального реестра «Всероссийская Книга Почета», Национального Реестра «Ведущие образовательные учреждения России» (2009-2013 гг.). В 2012 году коллектив лицея стал победителем конкурсного отбора на получение денежного поощрения коллективами областных государственных и муниципальных образовательных учреждений Томской области, внедряющих инновационные образовательные программы (проекты). В 2013 году лицей при ТПУ вошел в ТОП-25 лучших школ России, имеет сертификат Лидера рейтинга школ повышенного уровня Российской федерации -2012, 2013 гг. В 2014 году коллектив лицея — победитель грантового конкурса компании «Газпромнефть-Восток» — «Родные города». В 2015 году лицей при ТПУ вошел в первую десятку в рейтинге лучших школ по качеству подготовки к поступлению в ведущие высшие учебные заведения России. Рейтинг составило агентство RAEX («Эксперт РА»). В списке лучших школ страны лицей при ТПУ занимает 9-е место и является единственным учебным заведением из Томской области. В 2015 году МБОУ лицей при ТПУ по рейтингу Московского центра непрерывного математического образования при поддержке Общественной палаты и Министерства образования и науки РФ вошел в топ-500 лучших школ страны, топ-200 школ России, обеспечивающих высокие возможности развития талантов учеников, в топ-100 общеобразовательных организаций химико-биологического и физико-химического профилей. В 2016 году МБОУ лицей при ТПУ вошел топ-200 лучших школ России для поступления в ведущие вузы России (занимает 8 строчку в рейтинге)

Все выпускники лицея поступают в вузы, в основном в ТПУ.