پس از طی دوره ابتدایی، در مقطع راهنمایی تیزهوشان چند مجموعه در تهران با نام هایی که به مکان فیزیکی استقرار مرکز آموزشی منسوب می شد به فعالیت مشغول بودند:"مرکز الوند "،"مرکز تهرانپارس"،"مرکز بریانک"و"مرکز مبارزان".
لیکن پس از طی دوره راهنمایی همگی مدارس در مقطع دبیرستان تحت نظر یک مرکز آموزشی قرار گرفتند.در سال 1361 تصمیم گرفته شد برای این مرکز آموزشی ، نام یکی از دانشمندان و مفاخر علمی انتخاب گردد.مهمترین ویژگی این انتخاب ، بروز استعداد و توانمندی شخصیتی در سنین نوجوانی بود. از این رو با همسویی تمام نظرات نام "علامه حلی" دانشمندی که در نوجوانی توانست بخش عمده ای از توانایی و استعداد شگرف خود را به بار نشاند انتخاب و مرکز به نام ایشان مزین گردید.تا سال 1366 محل راهنمایی و دبیرستان ، مشترکا در ساختمان حسن آباد مستقر بود.
تا اینکه در مرداد ماه سال 1366 محل فعلی دبیرستان واقع در چهارراه لشکر به این مرکز اختصاص یافت و دبیرستان از خیابان حسن آباد به محل فعلی نقل مکان نمود.این استقرار هم اکنون نیز ادامه داردو مرکز در دو ساختمان مجزا ، مرکز پژوهش ها ( ساختمان مرکزی) خاص دانش آموزان پایه اول و دوم و ساختمان مطالعات ( ساختمان شهید همت ) خاص دانش آموزان پایه سوم و چهارم با دو رویکرد تعریف شده ادامه فعالیت می دهد.
در حال حاضر دبیرستان علامه حلی تهران با کسب موفقیت های بی شمار برترین مرکز نخبه پرور دانش آموزی در سطح کشور به شمار آمده و معتبرترین دبیرستان آسیا شناخته می شود.معیار احراز این اعتبار تعداد جوایز و افتخارات معتبر بین المللی است،مدال هایی که در المپیاد های جهانی در تمامی رشته ها به دست آورده از یک سو و عنوان اولین شرکت کننده در مسابقات روبوکاپ جهانی و کسب مقام های اول تا سوم دراین مسابقات از سوی دیگر موجبات کسب این عنوان را فراهم آورده است.
دبیرستان علامه حلی تهران از سال نخست برگزاری المپیاد های جهانی تا کنون به تنهایی 32 درصد کل مدالهای کشور را به خود اختصاص داده یعنی از مجموع 574 مدال،184 مدال جهانی.در حالی که هیچ دبیرستانی در قاره آسیا تا کنون موفق به کسب این رکورد نگردیده استو لذا دبیرستان وارد باشگاه صد مدالی های جهان گردیده است.فاصله مدال های المپیاد ها در سال های گذشته با دیگر مراکز ، خود معنادار می باشد.
علاوه بر این ، مرکز آموزشی علامه حلی تهران با توجه به عناوین داخلی از جمله جشنواره خوارزمی و رتبه های یک رقمی کنکور، پرافتخارترین مرکز آموزشی داخل کشور نیز به حساب می آید.در بخش پژوهش نیز29 سمینار معتبر علمی از سال 1362 در این دبیرستان برگزار گردیده که هیچ سمینار علمی دانش اموزی در کشور به این قدمت موجود نمی باشد. در هر سمینار قریب به 250 تا 300 طرح و پروژه در رشته های ریاضی ،فیزیک ، شیمی ، رایانه ،مکانیک ، علوم انسانی و ... در معرض دید کارشناسان قرار گرفته و تمامی طرح ها به جشنواره جوان خوارزمی ارسال می گردد.