廣東實驗中學的前身始於清政府同治十壹年(1872)設立的“清代留美學生學前班”和光緒十四年(1888)設立的廣州格致書院。後更名為國立廣東大學附屬中學、國立中山大學附屬中學、華南師範大學附屬中學、中南(廣東)科技學院。
截止2014年末，廣東省實驗中學已形成“壹校五區”的辦學規模:初中校區位於廣州市中山四路，高中校區位於廣州市荔灣區龍溪大道史聖路1號，占地188畝，建築面積78000平方米。
2015年4月學校官網顯示，廣東省實驗中學附屬天河學校占地108畝，有教學樓、實驗樓、信息樓、體育樓、行政樓、圖書館、體育館、宿舍樓、食堂等13棟建築。田徑、遊泳池、千兆校園網、理科、化學、生物、信息技術、通用技術、語言實驗室、地理歷史專用室、報告廳、綜合電教室等。生物園、地理園、烹飪室、陶藝室、書法室、合唱室、舞蹈室、跆拳道訓練室、心理咨詢室、氣象站、25間琴房。
2015年4月學校官網顯示，廣東省實驗中學南海學校占地面積54900余平方米，建築面積54700余平方米。有行政樓、教學樓、綜合實驗樓、學生教師公寓、食堂、禮堂、體育館、遊泳池、田徑、籃球場等。教室與功能室比例為1: 0.98，每個教室和功能室均配有空調、教學監控系統和綜合電子教學平臺。遊泳池裏有熱水洗浴系統；學生公寓和教師公寓都配有空調、獨立衛生間和熱水浴缸。