Техничка школа је почела са радом 5. октобра 1939. год. под називом Државна средња техничка школа. Тада је имала два одсека: машински и електро–технички са укупно 47 ученика. По избијању II светског рата школа је наставила са радом али нередовно, мењајући при том често локацију.
Прва генерација ученика на екскурзији 1940.
у Београд на сајам технике
Прва генерација матураната
По завршетку II светског рата школа је радила у просторијама садашњег музеја да би већ 1947/48. почела изградња нове школске зграде која је завршена крајем 1959. године, па је настава у њој почела 01.12.1959. год. У том тренутку школа је имала 12 одељења са 345 ученика и 23 наставника. У тој згради школа се налази и данас с тим што је она касније дограђивана и адаптирана.
Ученички хор на отварању нове зграде Техничке школе 1959.
У послератном периоду много се експериментисало у свим областима друштвеног живота. Посебно је било много реформи и експеримената у образовању. Тако је нпр. 1961. године наша школа претворена у Школски центар за техничко образовање који је имао чак 42 одељења и 1200 ученика. Реформе се настављају, па 1975/76. почиње усмерено образовање. У тај нови експеримент наша школа је укључена међу првим школама у Србији. У току 1979.год. ствара се на нивоу града Радна организација усмереног образовања коју чине све средње школе у Ваљеву. То је био покушај интеграције средњих школа који је завршен неуспехом крајем 1984. год.
Школовање по новим плановима и програмима почело је 1987/88. и тада се укидају ''заједничке основе''. Наша школа се опредељује за три подручја рада: машинство и обрада метала, електротехника, геодезија и грађевинарство. Од 2002. године школа образује ученике у два занимања у подручју рада шумарство и обрада дрвета.
У току 2002. године добијено је шест нових образовних профила и једно ново подручје рада – саобраћај.
27.01.2003. школа је променила назив у Техничка школа Ваљево.
Од 2008. године школа добија могућност образовања ученика у подручју рада хемија, неметали и графичарство за један образовни профил. У току ове године верификована су још три нова образовна профила( механичар медицинске и лабораторијске опреме, електротенмичар електромоторних погона, техничар припреме графичке производње)
У 2009/10. школској години школа значајно улази у Програм реформе средњег стручног образовања, на иницијативу Министарства просвете, у сарадњи са Европском унијом. Уводе се два огледна профила ( техничар мехатронике и електротехничар мултимедија), али се проширује и листа понуђених образовних профила.
У 2009/10. школској години прослављено 70 година постојања школе и снимљен је филм, издата Монографија и књига сећања ученика под називом "Техничар 1939-2009".
Од 2010/11. школа улази у циклус новог развојног плана.
У јануару 2011.школа је добила Светосавску награду највеће признање које додељује Министарство просвете
Почетком марта 2011.почела је изградња затвореног школског базена. Од октобра 2011.затворени базен ради за ученике, запослене и грађанство.
У мају 2012.школа је добила решење о проширеној делатности за образовање одраслих и започела процес за добијање трајног статуса Центра за континуирано образовање одраслих. Од jануара месеца 2017.школа је добила решење за Јавно признатог организатора активности образовања одраслих.
Од септембра месеца 2018. године користи се електронски дневник.
У фебруару 2019. сачињен је нови Развојни план школе за период од 5 година.
Школа испуњава прописане услове у погледу школског простора, опреме и наставних средстава.