大同三中创建于1952年10月，地处大同市新建南路繁华地段，占地47000余平方米，建筑面积30000余平方米；学校现有教学班49个，学生3400余人，教职工248人，是大同市规模最大的重点完全中学。

学校具有良好的教学设施。1999年兴建的教学大楼建筑面积达11000平方米，容纳了学校全部教学班和教师办公室。教室宽敞明亮，配有“四机一幕”和教学评估系统；音像中心、演播室、多媒体教室与各教室联成一个系统；实验楼建筑面积2830平方米，设有理化生实验室9个，语音室3个，微机室4个。图书馆藏书40000余册，阅览室订有杂志170余种。2001年建成的体育艺术天文馆，建筑面积4590余平方米，是大同市第一个集体育、美育、天文观察为一体的大型活动场所。

学校有一支高素质的教师队伍。在210名专任教师中，特级、高级教师39人，一级教师107人；国家级、省级优秀教师、优秀班主任、学科带头人、教学能手共有30余人。

学校注重素质教育，大力培养合格兼特长的学生。初中学段教学质量连续13年处于全市领先水平，高中学段近年来也有长足的进步。今年，学校已获得北美国际教育标准资格认证机构的认证，正式成为国际高中学校；同时，聘请外教对高一学生进行英语强化教学，使高中教学有了新的特色。1988年，学校与日本大牟田市延命中学结为友好学校，成为大同市对外开放的窗口。

大同三中教育教学成就卓著。先后被评为“全国体育达标先进单位”、“山西省绿色学校”、“山西省文明学校”、“大同市文明单位”、“大同市示范学校”、“高中特色学校”、“双拥模范单位”。