Tammerkosken lukion edeltäjiä ovat Tampereen tyttökoulu (1908), Tammerkosken tyttölyseo (1956) ja Tammerkosken yhteislyseo (1973). Vuonna 1976 peruskoulujärjestelmään siirryttäessä Tammerkosken ylemmistä luokista muodostui Tammerkosken lukio. Keskikoululuokista muodostettiin yhdessä Klassillisen koulun keskikoululuokkien kanssa Kyttälän yläaste, joskin koulut erottiin jo parin vuoden jälkeen uudelleen. Tammerkosken lukio ja uudelleen itsenäiseksi erotettu Tammerkosken yläaste toimivat yhteisessä rakennuksessa osoitteessa Rautatienkatu 3. Magnus Schjerfbeckin suunnittelema Tammerkosken koulutalo oli valmistunut vuonna 1924 ja laajennettu Olavi Suvitien suunnitelmien mukaan vuonna 1965. Vuosina 1970-2006 talossa toimi myös Tammerkosken lukion iltalinja. Tammerkosken lukiossa annettiin laajennettua kuvaamataidon opetusta 1980-luvulta alkaen ja vuonna 1997 siitä tuli kuvaamataidon erityislukio. Lukio muuttui kurssimuotoiseksi vuonna 1982 ja luokattomaksi 1995. Tammerkosken lukio yhdistyi vuonna 2012 Kaarilan lukion kanssa ja muutti Sampolan rakennukseen.