Mokykla įsteigta 1961 m. vasario 15 d. kaip 2-oji vidurinė mokykla-internatas. Prie mokyklos veikė moksleivių bendrabutis iš Šiaulių ir aplinkinių rajonų atvykstantiems moksleiviams.
1989 m. mokykla-internatas reorganizuotas į Šiaulių m. 2-ąją vidurinę mokyklą-internatą ir Aukštesniąją Olimpinio rezervo mokyklą. 1990 m. Aukštesnioji Olimpinio rezervo mokykla panaikinta.
1992 m. reorganizacija padalino mokyklą į dvi įstaigas: Šiaulių m. 22-ąją vidurinę mokyklą ir Vaikų globos namus. 1994 m. mokykla pakeitė pavadinimą ir tapo Šiaulių Vijolių vidurine mokykla.
2014 m. rugsėjo 1 d. tapo Šiaulių sporto vidurine mokykla, kuri formalųjį ugdymą racionaliai derina su jaunosios kartos sportinės kompetencijos įgijimu ir plėtojimu, prisideda prie Šiaulių regiono perspektyvių sportininkų rengimo.
2015 m. rugsėjo 1 d. tapo Šiaulių sporto gimnazija.
Mokyklai nuo jos įsikūrimo vadovavo 9 direktoriai: Leonardas Bernotas (1961-1974 m.); Vytautas Šliogeris (1974-1975 m.); Česlovas Tolenis (1975-1976 m.) Bronislava Čekanavičienė (1976-1980 m.); Vincas Tamašauskas (1980-1989 m.); Edvardas Kryževičius (1989-1991 m.) Vytautas Petriškis (1991-1992 m.); Zita Grušienė (1992-1999 m.); Irma Abromaitienė (1999-2021m.); Andrius Stočkus (2021- …)