VDMV tika dibināta 1976. gadā kā Valmieras Bērnu mākslas skola ar mērķi paplašināt skolēnu zināšanas un sagatavot viņus mākslas vidusskolām. Skola atradās J. Vintēna ielā 1, kur bija trīs klases un direktora kabinets. Kopā ar direktori strādāja trīs pedagogi. 1976./1977. mācību gadā skolā tika uzņemti pirmie septiņdesmit audzēkņi vecumā no vienpadsmit līdz piecpadsmit gadiem, no kuriem izveidoja četras audzēkņu grupas – rīta, pēcpusdienas un vakara. Vienlaikus ar mācību darbu regulāri tika organizētas audzēkņu mācību un prakses darbu izstādes, lai popularizētu paveikto un piesaistītu jaunus audzēkņus. Kopš 1978./1979. mācību gada VDMV darbu turpināja daļēji renovētās telpās Leona Paegles ielā 11. Apmācības pamatā bija akadēmiskās zināšanas sasaitē ar jaunatklāsmes eksperimentu.
Skolas mācību priekšmeti bija zīmēšana, gleznošana, kompozīcija, veidošana un mākslas vēsture. Pirmais skolas darbības periods no 1976. gada līdz 1983. gadam iezīmēja konsekventi realizēto darbības līniju – mākslas skola pilnveido senās reģiona mākslas izglītības tradīcijas zīmēšanā, gleznošanā un veidošanā un permanenti veido jaunas mākslas valodas iespējas, materiālu apstrādē keramikā un ādas mākslā. 1983. gada maijā Valmieras rajona izpildkomitejas Kultūras nodaļas bilancē tika nodota ēka Valdemāra Baloža ielā 5, kas bija vēsturiskā Valmieras draudzes skolas celtne. VDMV šajās telpās atradās līdz 2013. gadam. 1991. un 1992. gadā tika izstrādāta jauna turpmākās attīstības koncepcija (apstiprināta 1992) – līdz tam VDMV nesagatavoja profesionālus māksliniekus. Jaunā koncepcija paredzēja, ka turpmāk skola izglītības līmeņa ziņā ir pielīdzināma Latvijas lietišķās mākslas skolām. Valmieras Mākslas vidusskolas uzdevums kļuva sagatavot izglītojamos iespējai strādāt dažādās lietišķās mākslas nozarēs, kas pēc mākslas vidusskolas beigšanas kļūtu par modes, reklāmas un interjera dizaina māksliniekiem. Paralēli noteiktās specializācijas pamatiem audzēkņi apguva mākslas vēstures, glezniecības, grafikas, veidošanas (tēlniecības) pamatus, perspektīvu, stilu, krāsu mācību un daudzas citas disciplīnas. 1992. gadā par atsaucīgu sadarbības partneri kļuva Valmieras 1. vidusskola (no 1996. gada Valmieras Valsts ģimnāzija). Abu skolu sadarbība noveda pie risinājuma vispārizglītojošo cikla priekšmetu pasniegšanā vidusskolas audzēkņiem, savukārt speciālos mākslas priekšmetus mācīja VDMV pasniedzēji. 1992. gadā Valmieras 1. vidusskolā uzņēma pirmo vidusskolas klasi ar mākslas novirzienu pēc mākslas koledžu trīsgadīgās pakāpes stundu plāna.
1995. gada 18. maijā Valmieras rajona padome nolēma skolu reorganizēt par divpadsmitgadīgu mākslas vidusskolu no 1995. gada 1. jūnija. Lai skola paplašinātu profesionālās izglītības iespējas un kļūtu par Vidzemes mākslas izglītības centru, Kultūras ministrija atbalstīja Valmieras mākslas skolas reorganizāciju par divpadsmit klašu mākslas apmācības skolu kā pašvaldības mākslas vidusskolu. 1995. gadā ar Kultūras Ministrijas un Valmieras rajona padomes lēmumiem Valmieras Māksla skolu reorganizēja par Valmieras Mākslas vidusskolu. Skola sadarbojās ar Valmieras 1. vidusskolu un Valmieras vakara (maiņu) vidusskolu vispārējās vidējās izglītības nodrošināšanai. Skolai bija četru gadu mācību plāns, un kopš reorganizācijas Kultūras ministrija pilnībā finansēja pedagogu algas profesionālo priekšmetu apguvei. 1999. gadā skola ieguva tiesības izsniegt valsts atzītus diplomus tādās specialitātēs kā apģērbu dizains, ādas izstrādājumu dizains, grafiskais/reklāmas dizains, interjera dizains, keramikas izstrādājumu dizains un tekstilmāksla.
2003. gada oktobrī tika izveidota Vidzemes reģiona mākslas skolu metodisko priekšmetu apvienība, kuru vada VDMV. 2009. gadā skolas darbība tika apdraudēta budžeta samazinājuma dēļ; vēlāk sarežģījumi tika novērsti. 2012. gada beigās Valmieras pašvaldība piešķīra skolai ēku Purva ielā 12, kur no 2013. gada maija ir iespējams vienviet apgūt vispārizglītojošos un profesionālos priekšmetus.