1925. gads tiek uzskatīts par Cēsu Valsts ģimnāzijas dibināšanas gadu, kad apvienoja Bērzaines valsts vidusskolu un Cēsu pilsētas neoģimnāziju, skolu turpmāk sauca par Cēsu Valsts vidusskolu un tajā uzņēma abu dzimumu skolniekus. No 1938. gada oktobra mācības notika skolas jaunajā ēkā Ruckas kalnā. 1939. gada februārī skolai piešķīra Cēsu Valsts Draudzīgā aicinājuma ģimnāzijas nosaukumu. No 1951. gada, kad Cēsu 1. vidusskolai pievienoja 2. septiņgadīgo skolu, tā īstenoja arī pamatizglītības apmācību. 2001. gadā notika Cēsu ģimnāzijas reorganizācija, atdalot no ģimnāzijas pamatskolu. Skola turpināja apmācību proģimnāzijas klasēs (7.–9. klase) un ģimnāzijas klasēs (10.–12. klase). 2007. gadā skolai tika piešķirts Cēsu Valsts ģimnāzijas nosaukums.

Cēsu Valsts ģimnāzijas darbības mērķis ir organizēt un īstenot izglītības procesu, kas nodrošina valsts vispārējās pamatizglītības standartā un valsts vispārējās vidējās izglītības standartā noteikto mērķu sasniegšanu. Izglītības iestādes darbības pamatvirziens ir mācību un audzināšanas darbība. 

Ģimnāzijas galvenie uzdevumi ir īstenot licencētās vispārējās pamatizglītības (līdz 2001. gadam) un vispārējās vidējās izglītības programmas.

1925. gads tiek uzskatīts par Cēsu pilsētas ģimnāzijas dibināšanas gadu. Skola atradās kādreizējā Bērzaines muižā (Birkenruh) Cēsīs, sarkano ķieģeļu ēkā, būvētā 1882. gadā par Vidzemes bruņniecības līdzekļiem. Izveidotās vidusskolas attiecīgajās klasēs uzņēma visus abu apvienoto skolu skolniekus un skolnieces. Bērzaines valsts vidusskolā mācījās zēni, bet Cēsu neoģimnāzijā – meitenes, turpmāk abu dzimumu skolnieki mācījās vienā Cēsu Valsts vidusskolā. Darbu vidusskolā turpināja visi Bērzaines Valsts vidusskolas un Cēsu neoģimnāzijas pilntiesīgie vidusskolas skolotāji, kā arī no jauna pieņēma darbā vēl iztrūkstošos – pavisam skolā strādāja 40 skolotāju. Pirmais skolas direktors bija Jānis Saujiņš (1925–1934), pedagogs ar Valkas skolotāju semināra un Grenobles Universitātes (Université Grenoble) izglītību.

1929./1930. mācību gadā Cēsu Valsts vidusskola pārdēvēta par Cēsu Valsts ģimnāziju. Jaunās skolas ēkas celtniecība sākās 1937. gada pavasarī, kad Ruckas kalnā, klātesot izglītības ministram Augustam Tentelim, svinīgi tika ielikts pamatakmens (ēkas projekta autors Indriķis Blankenbergs). 1938. gada oktobrī mācības uzsāka skolas jaunajā ēkā.

1939. gada februārī skola iegūst Cēsu Valsts Draudzīgā aicinājuma ģimnāzijas nosaukumu. No 1940./1941. mācību gada skolu sauc par Cēsu vidusskolu, no 1942./1943. mācību gada – par Cēsu Valsts ģimnāziju, no 1944. gada – par Cēsu nepilno vidusskolu, no 1949. gada – par Cēsu 1. vidusskolu. 1951. gadā Cēsu 1. vidusskolai pievienoja 2. septiņgadīgo skolu. Ģimnāzijas statusu un nosaukumu Cēsu pilsētas ģimnāzija, skola iegūst 1996. gadā, bet 2007. gadā tai tika piešķirts Cēsu Valsts ģimnāzijas nosaukums.

Skola tika dibināta saskaņā ar 08.12.1919. likumu par Latvijas izglītības iestādēm. Cēsu Valsts ģimnāzija ir Cēsu novada pašvaldības padotībā esoša vispārējās vidējās izglītības iestāde, tās tiesiskais pamats ir Izglītības likums, Vispārējās izglītības likums, uz to pamata izdotie Ministru kabineta noteikumi un citi spēkā esošie normatīvie akti, kas saistīti ar izglītības jautājumiem, kā arī izglītības iestādes nolikums. Mācību un audzināšanas darbu reglamentē Izglītības programmas. Vispārējās pamatizglītības programmas saturu un īstenošanu reglamentē Vispārējās izglītības likums un Valsts pamatizglītības standarts. Vispārējās vidējās izglītības programmas saturu un īstenošanu reglamentē Vispārējās izglītības likums un Valsts Vispārējās vidējās izglītības standarts.

1925./1926. mācību gadā Cēsu vidusskolā mācības turpināja Cesvaines vidusskolas pedagoģiskā klase. Līdz 1934. gada septembrim klases skaitīja sākot no pirmās līdz ceturtajai un augstākajai: turpmāk, saskaņā ar Likumu par tautas izglītību uzskaitījumu mainīja: 1. turpmāk 5., 2. – 4., 3. – 3., 4. – 2., augstākā – 1. klase. 

1939. gada pavasarī skola organizēja sagatavošanas klases iestājai ģimnāzijā, kas vēlāk kļuva par proģimnāzijas klasēm. No 1945. gada rudens skolā notika mācības 7.–12. klasēs, no 1948. gada septembra 8.–12. klasēs, no 1951. gada septembra – 1.–11. klasēs. 1966. gadā skolu beidza reizē 10. un 11. klase, tādēļ 1967. gadā nebija vidusskolas izlaiduma (mērķis bija pāriet uz vidusskolas kursa apgūšanu divos gados, tas netika realizēts). No 1987. gada septembra tika atvērta 12. klase.

Cēsu valsts ģimnāziju vada direktors. Mācību priekšmetu un pedagogu pieredzes popularizēšanai, pasākumu un projektu īstenošanai izglītības iestāde izveido radniecīgo mācību priekšmetu un klašu audzinātāju metodiskās komisijas, to darbību koordinē Metodiskā padome. Dažādu ar mācību un audzināšanas procesu saistītu jautājumu risināšanai izveido Pedagoģisko padomi. Skolā darbojas izglītojamo pašpārvalde –  Skolēnu dome, kuru vada skolēnu domes prezidents.

2001. gadā skolas reorganizācijas rezultātā atdalījās Cēsu pilsētas ģimnāzijas 1.–9. klases; tika izveidota jauna skola – Cēsu pilsētas pamatskola (tajā sāka mācīt skolēnus no 1. līdz 9. klasei). Cēsu pilsētas ģimnāzijā turpināja mācīt proģimnāzijas klases (7.–9. klasi) un ģimnāzijas klases (10.–12. klasi).

Pēc skolu apvienošanas 1925. gada septembrī vidusskolā mācības uzsāka 362 skolēni, apmācību veica 40 skolotāji, skola atradās Bērzainē. 1928. gada septembrī mācības 1. klasē uzsāka 88 skolēni, tika atvērtas trīs paralēlās klases. Ģimnāzijā pastāvēja mācību maksa, kas 20. gs. 30. gadu vidū pieauga no 100 līdz 150 latiem gadā. 29.05.1937.

Ruckas kalnā svinīgi tika ielikts Cēsu Valsts ģimnāzijas jaunās ēkas pamatakmens, klāt bija Izglītības ministrs profesors A. Tentelis (ēkas projekta autors Indriķis Blankenbergs). 1937. gadā studentu korporācija “Patria” dāvināja skolai karogu (mākslinieks Kārlis Krauze) karoga devīze – “Visu Tēvu zemei”. 23.10.1938. notika jaunās ēkas atklāšana, piedalījās Izglītības ministrs Jūlijs Auškāps. 1938. gadā Cēsu Valsts ģimnāzijā bija 25 pedagogi. 28.01.1939. skola ieguva Cēsu Valsts Draudzīgā aicinājuma ģimnāzijas nosaukumu. 1939. gada pavasarī tika organizēja sagatavošanas klases iestājai ģimnāzijā, kas vēlāk kļuva par proģimnāzijas klasēm.

1940. gadā dibināja vairākas Draudzīgā aicinājuma stipendijas izcilāko skolēnu apbalvošanai. No 1939. līdz 1940. gadam skolai bija 64 absolventi. Padomju okupācijas režīms 1940. gada 1. augustā (rīkojums 27.07.1940.) pārdēvēja Cēsu Valsts Draudzīgā Aicinājuma ģimnāziju par Cēsu Valsts ģimnāziju, tā paša gada rudenī skolā izveidotas komjauniešu un pionieru organizācijas, un tajā uzņemti pirmie 12 pionieri. Skolā izveidojās arī pretošanās kustība – Cēsu skolēnu nacionālā apvienība. Padomju okupācijas varas represīvās iestādes to atklāja un apvienības vadošie locekļi tika apcietināti. Vācu okupācijas laikā – 1941. gada septembrī – skolā mācības uzsāka 430 skolēni, strādāja 26 skolotāji. Darbu skolā uzsāka pedagogi Arnolds Kalnājs (dziedāšana) un Kārlis Ozols (orķestra vadītājs). Mācības skolā notika atsevišķi zēniem un meitenēm. 1941./1942. un 1943./1944. mācību gadā mācību maksa bija 50 reihsmarkas gadā. 1942. gada rudenī mācības uzsāka 476 skolēni, 1943. gada septembrī skolas telpas pārgāja Vācijas armijas rīcībā, mācības turpinājās Cēsu 2. pamatskolā Gaujas ielā 17. 1944. gada rudenī mācībām bija pieteikušies 399 skolēni.

Otrreizējas padomju okupācijas laikā – 1944. gada septembrī – Cēsu Valsts ģimnāzijas ēka nodega, tās atjaunošana tika pabeigta 1949. gada vasarā. 1950. gadā Cēsu 1. vidusskola bija viena no lielākajām skolām Latvijas PSR – tās 26 klasēs mācījās 800 skolēnu, skolā strādāja 48 skolotāji. Mācības notika divās maiņās. 1954. gadā sākās bērnu sagatavošanai praktiskai dzīvei, piemēram, 1.–4. klasei sāka mācīt rokdarbus, bet 5. klasē – praktiskos darbus.

20. gs. 50. gadu otrajā pusē paralēli vispārizglītojošajai programmai 8. klasē ieviesa arī specialitātes apguvi, skolā tika materiālā bāze traktoru, automobiļu vadīšanas un remonta prasmju apgūšanai. Skolā iekārtoja kabinetus fizikas un ķīmijas priekšmetu apgūšanai. No 1959. gada septembra Cēsu 1. vidusskola pārtapa par darba apmacības vidusskolu, kurā, sākot no 9. klases, skoēniem bija jāapgūst kāda no profesijām: atslēdznieks, celtnieks, šuvēja, sabiedriskās ēdināšanas darbinieks.

20. gs. 60. gados skolā atvēra specializēto matemātikas un fizikas novirziena klasi. 60. gadu otrajā pusē sašaurināja ražošanas apmācību, tās vietā pastiprinot zinātņu pamatu apgūšanu. 1970. gada rudenī Cēsu 1. vidusskolas skolēnu skaits bija vairāk nekā 1500. 1975. gada rudenī tika ielikts pamatakmens skolas piebūvei; 1976. gada septembrī skola uzsāka mācības rekonstruētajā ēkā un trijos jaunajos korpusos. 1976. gada septembrī tika atvērta pedagoģiskā klase studentu sagatavošanai augstākajām pedagoģiskajām mācību iestādēm. Sporta klase ģimnāzijā (meitenes trenējās basketbolā, zēni vieglatlētikā) pastāvēja no 1977. gada līdz 20. gs. 90. gadiem.

Pildot norādījumus par pāreju uz kabinetu sistēmu, no 1980. gada Cēsu 1. vidusskolā jau 1978. gada septembrī bija iekārtoti vairāk nekā 50 mācību kabineti – fizikas, ķīmijas, bioloģijas, matemātikas, krievu, latviešu un svešvalodu kabineti, mūzikas, vēstures, ģeogrāfijas, militārās mācības un zīmēšanas kabineti un citi. No 1979. gada īpaša uzmanība tika vērsta darbmācībai, iestājoties skolas 9. klasē, skolēniem bija iespējams izvēlēties mācību novirzienu – pedagoģija, automācība, tirdzniecība, kulinārija, elektriķu apmācība, šūšana.

1990. gada jūnijā vidusskolas beigšanas apliecības saņēma 78 absolventi. 1990. gada jūlijā pie skolas tika atklāts piemiņas akmens Draudzīgajam aicinājumam (skolas absolventu dāvinājums). 1990. gadā paralēli Cēsu 1. vidusskolā tika izveidota Draudzīgā aicinājuma Cēsu Valsts ģimnāzija. 1938. gadā Cēsu Valsts ģimnāzijai dāvināto un skolas vēsturiskās ēkas 50 gadu jubilejā 1989. gadā atgūto karogu atdāvināja izveidotajai ģimnāzijai. Divas skolas Cēsu Valsts ģimnāzijas vēsturiskajās telpās darbojās līdz 1992. gada septembrim, kad no jauna izveidotā ģimnāzija pārcēlās uz bijušā bērnudārza telpām Pūces ielā 2, Cēsīs.

Līdz ar ģimnāzijas izveidošanu, izglītojamo skaits Cēsu 1. vidusskolā strauji samazinājās, jo liela daļa skolnieku iestājās ģimnāzijā. Cēsu 1. vidusskolai 1993. gadā bija 26 absolventi, 1994. gadā – 51. Turpmākajos gados izglītojamo skaits pieauga un sasniedza iepriekšējo 1990. gada apjomu – katru gadu aptuveni 70 absolventu. 1996. gadā skola ieguva ģimnāzijas statusu un tajā mācības uzsāka 1300 skolēni no 1.  līdz 12. klasei, tika iesvētīts jaunais Cēsu pilsētas ģimnāzijas karogs (meta autors Eero Rass).

2000. gada septembrī ģimnāzijā mācījās 1505 skolēni, strādāja 97 skolotāji, no tiem 37 skolas absolventi. 2001. gada vasarā notika mācību iestādes reorganizācija, sadalot to divās skolās – Cēsu pilsētas pamatskola no 1.–9. klasei un Cēsu pilsētas ģimnāzija no 7.–12. klasei. Skola izglītības procesu turpmāk īstenoja ģimnāzijas vēsturiskajā ēkā, 1978. gadā uzceltās skolas ēkas piebūves trīs korpusi nodoti Cēsu pilsētas pamatskolai. 2002. gadā par sasniegumiem valsts un novada mācību priekšmetu olimpiādēs un zinātniski pētniecisko darbu lasījumos iegūta Draudzīgā aicinājuma fonda gandarījuma balva. 2004. gadā Cēsu pilsētas ģimnāzija atzīta par labāko skolu valstī pilsētas skolu grupā un saņēma Draudzīgā aicinājuma fonda galveno balvu “Lielo Pūci”. 31.05.2007. skolai tika piešķirts Valsts ģimnāzijas statuss. 2015. gadā Cēsu Valsts ģimnāzija apvienoja 360 skolēnus, 50 pedagogus. Par nopelniem skolas izaugsmē direktorei Guntai Bērziņai 04.05.2015. pasniegts IV šķiras Atzinības krusts.

Cēsu Valsts ģimnāzijas direktori: Jānis Saujiņš (1925–1934), Krišjānis Mīlgrāvis (1934–1936), Jānis Jansons (1936–1940), Jānis Mitrēvics (1940–1941), Jānis Jansons (1941–1943), Pauls Dreimanis (1943–1944), Augusts Balodis (1944–1946), Ādolfs Pērkons (1947–1949), Anatolijs Jekraševs (1949–1953), Arnolds Lejiņš (1953–1955), Aldonis Builis (1955–1960), Grigorijs Gromovs (1960–1970), Aleksis Rubenis (1970–1977), Guntis Grūslis (1977– 1984), Ivars Zemītis (1984–2002), G. Bērziņa (2002–2022), Ina Gaiķe (no 2022).