Cuộc thi KHKT cấp quốc gia dành cho học sinh trung học được Bộ GDĐT tổ chức lần đầu vào năm 2013. Từ đó đến nay, Cuộc thi được tổ chức mỗi năm một lần vào học kỳ 2 của năm học. Từ năm 2013 đến năm 2019, Cuộc thi được tổ chức tại hai điểm ở hai miền Bắc, Nam với số lượng tham dự là 4 - 6 dự án/đơn vị dự thi và được tổ chức lần lượt ở các địa phương khác nhau.
Từ năm 2020, Cuộc thi giảm quy mô về số lượng dự án tham dự (2 dự án/đơn vị dự thi; riêng đối với Thành phố Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh và đơn vị đăng cai tổ chức Cuộc thi được tham dự 4 dự án) và được tổ chức tại một địa phương trên cả nước (riêng năm 2022 Cuộc thi được tổ chức trực tuyến do dịch COVID-19).
Các dự án tham dự Cuộc thi được tuyển chọn từ các cuộc thi cấp tỉnh, cấp trường (đối với các trường trung học trực thuộc đại học, trường đại học).
Cũng hằng năm, từ kết quả Cuộc thi, Bộ GDĐT lựa chọn những dự án đạt giải cao nhất và có đủ điều kiện để tham gia Hội thi khoa học kỹ thuật quốc tế dành cho học sinh trung học do Hoa Kỳ tổ chức.
Cuộc thi KHKT dành cho học sinh trung học có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong giáo dục phổ thông. Cuộc thi là sân chơi bổ ích để các học sinh trung học có cơ hội được tham gia nghiên cứu, thể hiện năng lực, tư duy, sáng tạo, những ý tưởng táo bạo của tuổi trẻ về khoa học, kỹ thuật nhằm áp dụng vào thực tiễn, nâng cao chất lượng cuộc sống, góp phần vào sự phát triển của đất nước.
Cuộc thi đã thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của hoạt động nghiên cứu khoa học trong các cơ sở giáo dục trung học, tạo động lực mạnh mẽ để các em học tập, nghiên cứu, nuôi dưỡng và phát triển năng lực sáng tạo để biến ước mơ thành hiện thực. Bên cạnh đó, Cuộc thi cũng đã thúc đẩy việc đổi mới phương pháp dạy học trong các trường phổ thông, góp phần giáo dục toàn diện, định hướng cho học sinh biết vận dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề thực tiễn. Đặc biệt, phong trào sáng tạo khoa học kỹ thuật đã mở ra cơ hội cho học sinh tiếp cận với thế giới khoa học, góp phần ươm mầm tài năng khoa học.
Báo cáo của các địa phương cho thấy số lượng dự án, số lượng học sinh cấp trung học cơ sở, trung học phổ thông tham gia ở cuộc thi cấp địa phương tăng dần trong 12 năm qua, là minh chứng cho hoạt động nghiên cứu khoa học của học sinh trung học ở cấp địa phương ngày càng phát triển từ số dự án đến số học sinh tham gia Cuộc thi. Đây là kết quả phản ánh đúng sự phát triển của hoạt động nghiên cứu khoa học trong các trường trung học, gắn liền với việc đổi mới nội dung và phương pháp giáo dục định hướng phát triển năng lực học sinh mà Bộ GDĐT đã chỉ đạo thực hiện để chuẩn bị cho việc triển khai Chương trình giáo dục phổ thông 2018.
Năm học 2024 – 2025, là năm đầu tiên cuộc thi được tổ chức theo Thông tư số 06/2024/TT-BGDĐT, ngày 10 tháng 04 năm 2024 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo về ban hành Quy chế Cuộc thi nghiên cứu khoa học, kỹ thuật cấp Quốc gia dành cho học sinh trung học cơ sở và trung học phổ thông. Theo đó, số lượng dự án dự thi của các đơn vị năm 2024 – 2025:
- Đối với các đơn vị dự thi là Sở Giáo dục và Đào tạo, mỗi đơn vị dự thi được đăng ký tối đa 03 (ba) dự án dự thi. Riêng Sở Giáo dục và Đào tạo Hà Nội được đăng ký tối đa 06 (sáu) dự án dự thi;
- Đối với các đơn vị dự thi là trường trực thuộc Bộ, đại học, trường đại học, viện, học viện, mỗi đơn vị được đăng ký tối đa 02 (hai) dự án dự thi;
- Đơn vị đăng cai tổ chức Cuộc thi là Sở Giáo dục và Đào tạo Thành phố Hồ Chí Minh, được đăng ký tối đa 12 (mười hai) dự án dự thi.