در سال ۱۳۶۹ اولین دبیرستان انرژی اتمی ایران با حضور پروفسور محمود حسابی افتتاح شد. پس از دستاوردهای متعدد این دبیرستان و ایجاد الگویی نوین در نظام آموزشی کشور و تربیت نخبگان، استقبال عمومی به این مجموعه افزایش یافت و درخواست‌های فراوانی برای گسترش آن به سایر نقاط کشور مطرح گردید. بدین منظور و با هدف گسترش مدارس مرتبط با سازمان انرژی اتمی ایران و به اشتراک گذاشتن تجربیات دبیرستان انرژی اتمی ایران با سایر مدارس، موسسه آموزشی و فرهنگی صنعت هسته ای کشور در سال ۱۳۹۳ با دریافت مجوز حقوقی از اداره ثبت تأسیس و فعالیت خود را آغاز نمود. در گام نخست توسعه مدارس انرژی اتمی در سال ۱۳۹۳، دبیرستان دوره اول پسرانه انرژی اتمی در منطقه امیرآباد تهران تأسیس شد و به دنبال آن در سال‌های ۱۳۹۶ دبیرستان دوره اول دخترانه تهران، ۱۳۹۷ مجتمع آموزشی پسرانه مشهد مقدس (دبیرستان دوره اول و دوم پسرانه)، ۱۳۹۸ دبیرستان دوره دوم دخترانه تهران و ۱۳۹۸ دبیرستان دوره دوم پسرانه قزوین به چرخه آموزشی کشور افزوده شدند. موسسه آموزشی و فرهنگی صنعت هسته ای کشور در تمام این مدت تلاش کرده تا تمامی تجربه‌های موفق چندین ساله دبیرستان انرژی اتمی را در اختیار مدارس کشور قرار دهد و با دیدگاه مشخصی کمک نماید تا سطح کیفی مدارس کشور ارتقا یابد.