2004年4月，学校适应素质教育的要求和激烈的教育竞争形势，积极探索教育规律，突破老校传统桎梏，走现代教育之路，提出了“胸怀应然目标，办好实然教育”的办学理念和“求真求善求美，实现人格升华”的培养目标，确立了学校“135”发展战略，制定了“严格规范管理+课堂教学改革=谁都能成功”的治校方略，围绕“天降大任，苦修成才”的成才观，制定了兖州一中的校训、校风、教风、学风、管理理念、培养途径等，形成了以“苦”字为核心的学校管理文化体系，并最终浓缩和升华成了兖州一中十二大教育理念。通过严格规范管理，落实“一走进一中，教育便开始了”的育人思想，走“行为—习惯—性格—命运”的育人路线，培养学生良好行为习惯；通过课堂教学改革，深化“三步六段”教学法：聚焦课堂，达标课堂，构建“35+10” 课堂循环教学模式，形成特色课堂，建设高效益课堂。2006年1月，学校又提出了“经典名校，百年一中”的文化品牌，引领师生树立共同的价值取向和精神追求，铸造历史老校强大的信念支持系统，推动学校走内涵发展和可持续发展之路。2007年高考，本科录取916人，录取率位居济宁市第一！ 4人进入济宁市理科前10名，12人进入济宁市理科前50名；2人进入济宁市文科前10名，11人进入济宁市文科前50名。有5名同学被清华大学、北京大学录取，录取人数稳居济宁市第一名，并列山东省各高中第三位！无论是升学的质还是量，都实现了历史性突破！2008，2009年高考，虽无一人被清华大学，北京大学录取，但学校坚持其改革道路，毕竟改革需要牺牲者，但愿他们不让这些血白流。2008年10月16日，学校举行了65周年校庆并举办了新校区奠基仪式，这标志着一中的发展进入了一个新的阶段。作为名校共同体的一员，兖州一中已经跨入了全国名校的行列，并在积极接受全国规范化学校的检验。
