深圳市第二高級中學是特區內規劃建設的最後壹所市教育局直屬的全寄宿制高中，是市委、市政府2007年的重點建設項目。該校原規劃名為“第四高級中學”（按原規劃，現深圳市高級中學為“第壹高級中學”，市外國語學校高中部為“第二高級中學”，市教苑中學高中部為“第三高級中學”），後經市教育局決定，市外國語學校高中部和市教苑中學高中部因有其歷史校名，不再改名，原“第四高級中學”因此成為“第二高級中學”。
該校位於南山區西麗留仙洞片區，毗鄰深圳大學城。總投資1.9557億元，其建設規模為60個班，3000個學位，占地面積10.8萬平方米，總建築面積6.48萬平方米。校內建有高水準的全國中小學藝術活動中心、可容納3000人的體育館、50米標準遊泳池、400米8道標準田徑運動場、足球場、十多個排球場和網球場以及4棟***有3000多個床位的學生宿舍樓。目前學校基建工程進展順利，學生宿舍樓已基本完工，教學樓、體育館已進入外墻和室內裝修階段，運動場和其它配套設施正在抓緊施工，主體工程預計在6月底竣工交付。
先期到位的學校管理層主要成員均由市教育局從深圳實驗學校、深圳市高級中學等名校的優秀幹部中選派，他們年富力強，具有豐富的教育教學經驗和大型學校的管理經驗。在面向全國公開招聘招調優秀教師的同時，市教育局還將從市直屬學校抽調壹批高中骨幹教師充實加強該校的師資隊伍。