1989年11月，行政院教育部函請國立體育學院進行籌設體育高中，擇定於台東縣台東市豐樂段和豐田段設校。
1991年9月設立籌備處，並派林俊雄為籌備處主任。
1995年7月1日，正式成立設校，校名為「國立臺東體育實驗高級中學」。
2005年2月1日，教育部核定改隸為「國立臺東大學附屬體育高級中學」。9月招生新生區分為「體育組」及「競技組」，「體育組」以培育體育學術人才為目標；「競技組」以培育優秀運動選手為目標。