武义三中创建于1976年，始设于武义江北上邵村地界，时名为“武义县城关中学”。1982年3月迁到武义江南白洋渡，1984年6月升格为“浙江省武义第三中学”，2003年8月迁移到武义县城东升路276号。
2004年2月，经浙江省教育厅核准，武义三中被确定为浙江省三级重点中学。2006年1月，从浙江省三级重点中学跨入浙江省二级重点中学行列。
学校先后被评为浙江省省级文明单位、浙江省中小学首批文明学校，浙江省推行《国家体育锻炼标准》先进单位，浙江省中小学图书馆(室)工作先进集体，金华市先进基层党组织，金华市先进团组织，金华市现代信息先进、现代图书馆先进、现代实验室先进学校，金华市治安安全单位，金华市普法依法治理先进集体，金华市体育先进单位，金华市收费规范学校，市级绿色学校。十次荣获武义县高中教育教学质量奖先进学校，
学校占地86000平方米，建筑面积40048平方米，绿化面积30960平方米，
建有标准的教学楼、科技楼、男、女宿舍公寓、食堂餐厅、楼等单体建筑，
拥有先进的多媒体教室、计算机房、实验室、语音室、配置校园网、电视台。
体育设施建有8跑道400米标准塑胶田径场和1016平方米风雨操场。现有50个班级，2468名学生，229位教职工。
校园布局合理，环境优雅，是具有现代气派的园林式校园。
学校确立了“厚德、博学、求是、创新”的新校训，
提出了“严教、善导、爱生、敬业”的新教风和“深思、善疑、拼搏、进取”的新学风，
把“以人为本，培养基础扎实、人格健全、学有专长且具有创新素质的人才，
为每一位学生的终身幸福夯实基础”作为新的办学理念和办学宗旨，
大力提倡“讲大气”、“讲品味”、“讲合作”的三中文化精神
。学校教育教学质量不断跃上新台阶。2004年高考上线总人数达521人，其中上重点线13人，本科线233人，专科线245人
。美术特色教育硕果累累，近四年有259人参加美术高考，专业和文化上线率均达百分之百，
已有20多人被中国美院、南京艺术学院、江苏大学等名校录取。
学校以“的教育观念、的管理水平，的教育质量”，
不断推进名牌战略，内聚实力，外塑形象，向着省一级重点中学的目标迈进。
