Từ lâu trong khu vực Thành nội, ngoài Hoàng cung và các cơ quan của Triều Nguyễn còn lại là nơi dân cư sinh sống đông đúc. Ngoài thành, tả ngạn sông Hương cũng là nơi đông dân nhưng chỉ có các trường tiểu học, phần lớn các trường trung học đều nằm ở hữu ngạn sông Hương như trường Quốc học (Khải Định), Đồng Khánh, Pellerin, Thiên Hựu (Providence), Jeanne D’Arc…

Mùa thu năm 1955, một trường Trung học trong Thành nội Huế được thành lập lấy tên là Trường Trung học Thành nội. Trường tạm thời dùng cơ sở Bộ Học cũ làm nơi giảng dạy (sau là Ty tiểu học).

Niên khoá đầu tiên 1955-1956 có 3 lớp đệ thất, một đệ lục, sĩ số là 275 học sinh. Năm học 1956-1957, trường có 4 lớp đệ thất, 3 lớp đệ lục, 1 lớp đệ ngũ; sĩ số là 494. Vị Hiệu trưởng đầu tiên là Thầy Nguyễn Hữu Hoằng

Năm 1957, trường Quốc Tử Giám của Triều Nguyễn được chọn làm cơ sở cho trường Trung học Thành Nội. Đầu năm, trường dọn về đây và một danh hiệu mới được chọn phù hợp với Quốc Tử Giám cũ, nơi đã đào tạo nhiều vị khoa bảng ưu tú: Trường Trung Học Hàm Nghi.

Kể từ đây trường Hàm Nghi đã góp mặt, góp tên cùng với các trường Trung học hiện có trên đất Cố đô lịch sử như Quốc Học, Đồng Khánh...

Niên khoá 1961-1962, Trường Hàm Nghi đã hoàn chỉnh với 20 lớp đệ nhất cấp cho 1200 học sinh đến từ Tả ngạn sông Hương với 14 phòng học, 1 phòng thí nghiệm rộng rãi đủ cho 55 học sinh vào thực tập (do Thầy Lê Viết Chân phụ trách).

Niên khoá 1964-1965, trường bắt đầu có đệ nhị cấp với ba lớp đệ tam Khoa học A và B.

Theo đà phát triển, từ 1966-1967 trường có 3 lớp đệ nhất. Như vậy tổng số là 29 gồm 20 lớp đệ nhất cấp và 9 lớp đệ nhị cấp.

Sau đó, tên lớp được thay đổi: lớp đệ thất gọi là lớp sáu, đệ lục là lớp bảy… đệ nhị là lớp mười một (thi lấy bằng Tú Tài I), đệ nhất là lớp mười hai (thi Tú Tài II).

Niên khoá 1970-1971 mở thêm lớp sáu. Hội Phụ huynh học sinh của trường đã xây thêm hai phòng học trong hai niên khoá. Ngoài ra, từ nguồn ngân sách, Trường cũng xây thêm hai phòng học nữa và một thư viện (do Cô Minh Tâm làm Quản thủ Thư viện).

Niên khoá 1971-1972, Hàm Nghi trở thành Trường Trung học Tổng hợp đầu tiên của Huế. Trong giai đoạn đầu trường thâu nhận cả nam, nữ ở đệ nhị cấp: lớp mười, lớp mười một, lớp mười hai Khoa học A - B.

Trường Hàm Nghi còn kiêm nhiệm điều hành các trường Trung học Tây Lộc, Phú Vang, Hương Thuỷ, Gia Hội. Riêng trong Thành Nội, lúc này đã có thêm Trường Nữ trung học Thành Nội, và Trường Quốc gia Nghĩa Tử.

Đặc biệt, từ 1973-1974,  với nhu cầu học hỏi của tráng niên, trường mở các lớp ban đêm. Như thế song song với dạy ban ngày, Hàm Nghi có thêm một trường ban đêm. Đây cũng là trường duy nhất mở ra học ban đêm song song với Trường Bách Khoa Bình dân Huế.

Đến 1974-1975, Trung Học Hàm Nghi là trường lớn nhất bên Tả ngạn sông Hương và cũng là trường đặc biệt có tất cả các lớp học ban ngày và ban đêm.

Hiệu đoàn đã có bài hát Hàm Nghi Hành Khúc do nhạc sĩ Văn Giảng (Ngô Văn Giảng) sáng tác. Nhạc sĩ nổi tiếng tài ba cũng là bậc thầy kỳ cựu dạy nhạc của trường Hàm Nghi. Những sinh hoạt thể thao và văn nghệ đã góp phần giới thiệu thêm hình ảnh của trường Trung học Hàm Nghi.

Niên khoá 1974-1975 được vinh dự làm lễ kỷ niệm 20 năm thành lập trường đã nhắc nhở học sinh ngoài công lao dưỡng dục của cha mẹ còn có công lao giáo dục của các thầy cô.

Trường cũng quyết định dựng tượng Hàm Nghi trước cổng của Điêu khắc gia Nguyễn Thanh, xuất thân từ Cao Đẳng Mỹ Thuật Huế, được đúc bằng đồng pha thành đen  do thợ Phường Đúc danh tiếng ở Huế đảm trách.

Liên tục trường được điều khiển của các vị Hiệu trưởng:

Từ khi có đệ nhị cấp, ngoài Hiệu trưởng, Tổng giám thị nay có thêm Giám học (Giáo sư Võ Văn Dật làm Giám học cho đến năm 1969, Giáo sư Trần Đức Võ làm giám học từ niên khoá 1970).

Vị Tổng giám thị giữ chức vụ liên tục cho đến 1975 là thầy Lê Hiếu Kính (nguyên là hiệu trưởng trường tiểu học Trần Cao Vân).

Từ năm 1972 có thêm các vị Phụ tá Tổng giám thị Võ Văn Đông (còn gọi là Phó tổng giám thị), và Phụ tá giám học Nguyễn Đắc Dương (Phó Giám học).

Công việc điều hành ban ngày, ban đêm, các lớp tráng niên, ngoài Hiệu trưởng, còn có thêm giáo sư Tổng giám thị Lê Chí Tế.

Kể từ khi thành lập, học sinh Hàm Nghi đã thâu được nhiều thành quả tốt đẹp. Ngoài việc học hành, đến Tết học sinh thường sáng tác thơ, nhạc, hoạ, viết văn làm báo tường. Từ những năm 1970, do trường đã có đệ nhị cấp nên ngoài việc mỗi lớp có báo tường, toàn trường đã in thành tập san Hàm Nghi như tờ Ra Khơi, do sự đóng góp bài vở của các thầy các cô, của học sinh đã đem lại cho nhà trường một tiếng vang lớn.

Năm nào học sinh của trường cũng thi đỗ với tỉ số cao.  Riêng 1973, học sinh Hàm Nghi đỗ hạng ưu nhiều hơn các trường khác của thành phố Huế. Học sinh Hàm Nghi, ngoài đời cũng như trong các trường Đại học thường đạt được những thành công đáng khích lệ.

Mỗi năm Tết đến, học sinh lại đến thăm thầy, cô giáo ôn lại những thời cắp sách đến trường, những giờ nghịch ngợm của tuổi hoa niên thật là thân thương và thắm thiết.