Từ ngày mới thành lập trường có tên là trường cấp 3 Thạch Thành với 2 lớp 8, 1 lớp 9 và 1 lớp 10 (204 học sinh). Những năm tiếp theo số học sinh ngày càng tăng và tăng rất nhanh, vào những năm 80 đã lên đến 47 lớp với hơn 2000 học sinh.
Đến năm học 1989 - 1990 do sự tách học sinh lớp 8 một phần vào lớp 10 và một phần lên lớp 9 nên từ năm 1989 - 1993 số học sinh giảm (thấp nhất có 598 học sinh). N
ăm học 1992 - 1993 do đòi hỏi của đồng bào vùng núi cao của huyện, trường mở thêm khu B tại xã Thành Mỹ (một phân hiệu của trường) do thầy Nguyễn Hữu Nghinh - phó Hiệu trưởng phụ trách. Thực hiện Nghị quyết của HĐND huyện, được sự nhất trí của UBND tỉnh Thanh Hoá, Sở GD & ĐT Thanh Hoá cho phép thành lập một trường THPT công lập thứ hai của huyện, ngày 10/9/1999 trường chính thức mang tên trường THPT Thạch Thành I với 2057 học sinh, cơ sở II với 907 học sinh. 4 năm sau, do số lượng học sinh tiếp tục tăng năm học 2003 - 2004 lên tới 3235 học sinh, ngày 29/9/2003 thành lập trường THPT Thạch Thành III trên cơ sở II của trường THPT Thạch Thành I với 1147 học sinh.
