南京市宁海中学始建于1912年，前身为1890年（光绪16年）的文正书院，校名先后变更为“江苏省第四师范学校”、“江苏省南京中学”、“南京市师范学校”、“南京宁海中学”。
1912年，江苏省第四师范学校成立。
1927年，学校定名为江苏省立南京中学。
1935年，南京中学的师范科后续为南京市立师范学校。
1936年3月12日，江苏省立南京中学的学生，联合其他中学的学生，以谒陵为名，到中山陵，召开哭陵声讨卖国贼大会，抗议政府丧权辱国，残害学生的罪行，同年6月10日，该校学生又联合其他中学近千名学生，到日本驻华领事馆前示威，高呼抗日口号，痛斥日本侵略中国领土的行径，这引起当局的愤怒，当晚就将学校参加游行的住校学生全部逮捕，接着宣布将南京中学解散，同年8月1日，校友李庚家召开了各校进步学生代表30多人参加的会议，成立了南京学生界救国会（简称南京秘密学联），不久，宣布迁校镇江。
1937年，抗日战争爆发后，镇江校址被日本空军误认为兵营而遭轰炸，遗址又于镇江沦陷后被日寇完全拆除焚毁，致原来的南京中学从此消亡 。
1962年，学校改名南京宁海中学 ，并经江苏省人民政府确认为省重点中学。
1963年，学校又被定名为江苏省首批18所示范中学之一。
“文革期间”，学校遭到严重摧残和破坏并下放到农村办学 。
1979年，南京市教育局重新恢复宁海中学“文革前”正常办学。
1984年，学校开始省电化教育试点。
1985年，学校开始全国人防教育试点。
1986年，学校与南京艺术学院联办高中美术班。
1988年，学校开始体育教学改革课程试点。
1997年，学校被重新命名为江苏省重点中学。
1998年，学校顺利通过江苏省国家级示范高中的评估验收 。
2001年11月，学校成为清华美院生源基地学校 。
2004年，学校被转评为江苏省首批四星级高中 。
2011年，南京师范大学外国语学院与南京市宁海中学设立赴意大利留学生源基地，双方共同推广赴意大利公立大学留学的“马可波罗计划”和艺术类的“图兰朵计划”，每年从南京市宁海中学应届高中毕业生中选派赴意大利留学生 。
2012年，学校获评为江苏省首批唯一美术课程基地 ，同年6月，学校与南京大学金陵学院签订人才培养计划 。
