Trường THPT Phạm Ngũ Lão có nguồn gốc là trường cấp III Phục Lễ được thành lập tháng 9 năm 1973 trên cơ sở là phân hiệu của trường cấp III Thủy Sơn (nay là trường THPT Lý Thường Kiệt). Đến năm 1983 trường đổi tên thành trường THPT Phạm Ngũ Lão.
Những năm đầu tiên, trường đặt tại thôn Sỏ, xã Phục Lễ. Lớp học là các kho của hợp tác xã với diện tích gần 3000m2. Các thầy cô giáo phải ở nhờ trong nhà dân để thuận tiện cho việc giảng dạy.
Đến tháng 4 năm 1975, được sự đồng ý của UBND thành phố Hải Phòng, Sở GD&ĐT Hải Phòng, UBND huyện Thủy Nguyên, trường chuyển về thôn Trung Sơn xã Ngũ Lão và trường nằm ở vị trí trung tâm của 9 xã, thị trấn trong khu vực. Ban đầu nhà trường chỉ gồm có 3 dãy nhà tranh hẹp của Công ty công trình thủy để lại sau khi đã chuyển về nội thành.
Đến năm 1979, một lần nữa trường lại chuyển đến địa điểm mới thuộc xã Ngũ Lão như hiện nay.
Năm học 2013 - 2014 nhà trường đã long trọng tổ chức lễ kỉ niệm 40 năm ngày thành lập trường Trường THPT Phạm Ngũ Lão (1973 - 2013) trong niềm hân hoan phấn khởi của thầy và trò nhà trường.
Suốt chặng đường hơn 40 năm qua, các thế hệ giáo viên và học sinh của nhà trường không ngừng tiến bộ, luôn phát huy được phẩm chất tốt đẹp từ những năm tháng đã giảng dạy ở cấp III Phục Lễ. Trường THPT Phạm Ngũ Lão đã vượt qua bao khó khăn gian khổ để tạo nên một sức sống mới, sức bật mới về mọi mặt của nhà trường.
Trải qua thời gian hơn 40 năm xây dựng và phát triển, trường đã đào tạo nhiều lớp học sinh ra trường, với hàng ngàn em hiện nay là kỹ sư, bác sỹ, giáo viên, sỹ quan quân đội, sỹ quan công an…đang công tác ở mọi miền trên đất nước; nhiều em nay là chủ tịch UBND, Bí thư đảng ủy các xã, thị trấn… Nhiều em có học vị thạc sỹ, tiến sỹ khoa học… đã và đang giữ những chức vụ trọng trách trong các cơ sở giáo dục, các doanh nghiệp nhà máy, các tổ chức chính trị - xã hội…trong và ngoài nước.
Trong công cuộc đổi mới nền giáo dục Việt Nam, những năm vừa qua tập thể cán bộ, giáo viên, công nhân viên và học sinh trường không ngừng phấn đấu, nâng cao chất lượng dạy và học, xây dựng nề nếp kỉ cương, môi trường sư phạm. Nhà trường đang từng bước phát triển bền vững và ngày càng trưởng thành, đang và sẽ trở thành một ngôi trường có chất lượng giáo dục tốt, một địa chỉ tin cậy của cha mẹ học sinh và học sinh trong huyện Thủy Nguyên và thành phố Hải Phòng.
Góp phần cùng thành tích của ngành giáo dục và đào tạo của thành phố Hải Phòng, trường THPT Phạm Ngũ Lão trong nhiều năm qua luôn giữ vững truyền thống dạy tốt - học tốt. Trong những năm gần đây trường đạt nhiều thành tích đáng kể: 98% CB-GV-CNV đạt danh hiệu lao động tiên tiến hàng năm, nhiều người đạt danh hiệu chiến sĩ thi đua cấp cơ sở, chiến sĩ thi đua cấp thành phố. Nhà trường liên tục đạt danh hiệu thi đua “Trường tiên tiến xuất sắc”, “Đảng bộ trong sạch, vững mạnh”, “Công đoàn cơ sở vững mạnh”, "Đơn vị xuất sắc trong công tác Đoàn và phong trào thanh niên". Nhiều cán bộ, giáo viên, công nhân viên cũng đã được tặng thưởng Bằng khen của Bộ GD&ĐT, Bằng khen của UBND thành phố, Bằng khen của Tổng Liên đoàn lao động thành phố, các loại Kỷ niệm chương Vì sự nghiệp Giáo dục, Vì thế hệ trẻ...Kết quả thi tốt nghiệp trong 3 năm gần đây đều đạt 100%, kết quả thi Đại học đều đạt tỉ lệ trên 60% đỗ vào các trường đại học.