Kulosaaren yhteiskoulu perustettiin vuonna 1940.
Se oli Itä-Helsingin ensimmäinen suomenkielinen yhteiskoulu. Perustajia olivat diplomi-insinööri Heikki H. Herlin, hallitusneuvos J.W. Kahiluoto, yliopettaja E.A. Saarimaa, filosofian tohtori Kustaa Vilkuna, diplomi-insinööri Kauko Kuoppamäki ja varatuomari Ilmari Turja. Koulun ylläpitäjänä oli osakeyhtiö, jonka osakkeenomistajina olivat suomenkielisestä opetuksesta kiinnostuneet itähelsinkiläiset asukkaat.

Lokakuun 1. päivänä vuonna 1940 aloitti 22 oppilaan ryhmä yhteiskoulun 1. luokan. Koulun ensimmäisenä johtajana toimi filosofian maisteri Kyllikki Kovero, joka myös opetti kaikki muut aineet paitsi laulun ensimmäisenä toimintavuonna.
Lukio aloitti toimintansa vuonna 1945 ja ensimmäiset ylioppilaat leivottiin vuonna 1948. Kulosaaren yhteiskoulun oppilasmäärä kasvoi sodan jälkeen nopeasti: lukuvuonna 1954 – 1955 oppilaita oli jo 314. Opettajakuntakin oli kasvanut 11 vakinaiseen ja 8 tuntiopettajaan.

Koululla ei aluksi ollut omia tiloja, vaan opetusta annettiin osoitteessa Kulosaarentie 8 sijaitsevassa asuintalossa, Domuksessa. Aluksi käytössä oli vain yksi 180 neliön huoneisto, mutta viimeisenä Domuksen vuonna tilaa oli käytössä lähes 1000 neliötä ja lisäksi liikunta- ja juhlasalina toimiva parakki.

Kun suuret ikäluokat olivat saavuttaneet oppikouluiän, oppilasmäärä Kulosaaren yhteiskoulussakin kasvoi valtavasti ja tilanahtaus Domuksessa kävi kestämättömäksi. Koulu tarvitsi oman rakennuksen. Arkkitehtina oli Jorma Järvi.
Uusi koulurakennus vihittiin käyttöön 12.11.1955. Erikoisuutena oli rakennuksen keskelle sijoitettu keskushalli, joka toimii tarvittaessa katsomona ja näyttämönä. Luokat oli sijoitettu keskushallin ympärille.
Uusi rakennuskaan ei poistanut tilanahtautta, sillä vuonna 1959 oppilaita oli peräti 699. Tilaongelmaan ratkaisuksi tuli opetuksen sijoittaminen aamu- ja iltavuoroon. Vuonna 1966 saatiin sitten käyttöön arkkitehti Osmo Lapon suunnittelema laajennusosa ja sen myötä helpotusta tilakysymyksiin.

1970-luvun lopulla alkoi lähes parinkymmenen vuoden ajanjakso, jolloin Kulosaaren yhteiskoulun olemassaolo oli uhattuna milloin mistäkin syystä. Tuli peruskoulu-uudistus, yksityiskoulut eivät olleet poliittisessa myötätuulessa ja koulupiiriuudistuksessa koulun oppilaaksiottoalueen lapsimäärä oli alhainen. Milloin vaaravyöhykkeessä olivat peruskoululuokat, milloin lukio. Lukion toiminta päättyikin tilapäisesti lukuvuosiksi 1991– 1995. Peruskoulun onnistui sinnitellä hengissä milloin minkäkinlaisten järjestelyjen turvin. Koulu sai tilapäisiä toimintalupia, otti huolehtiakseen 10.-luokan opetusta ja perusti valmistavan opetuksen tyyppiset luokat inkeriläisten paluumuuttajien lapsille. Koska koulun tilat olivat hyvät ja oppilaita oli vain vähän, otettiin tiloihin muutamaksi vuodeksi vuokralaiseksi International School.

1990-luvulla alkoivat puhaltaa koulumaailmassakin uudet tuulet. Alettiin innostua kieliluokista ja kansainvälisyydestä. Tämä antoi Kulosaaren yhteiskoulullekin mahdollisuudet kehittyä siksi kaksikieliseen opetukseen ja kansainvälisyyteen suuntautuneeksi kouluksi, joka se nykyisin on. Uudistustyötä johti rehtori Kyllikki Vilkuna. Vieraskielinen opetus alkoi pienistä kokeiluista joissakin oppiaineissa ja laajeni vähitellen selkeäksi systeemiksi: koulussa on nykyisin suomenkielisiä luokkia, kaksikielisiä luokkia ja kokonaan englanninkielisiä luokkia. Vuonna 1995 aloittanut englanninkielinen lukio avasi ensimmäisen suomenkielisen linjan vuonna 2010.

Suuren oppilasmäärän takia koulua jouduttiin laajentamaan jälleen vuosituhannen taitteessa. Arkkitehti Matti Pohjanpellon suunnittelema laajennusosa valmistui vuonna 2000. Tilaa saatiin lisää vuonna 2011, jolloin otettiin käyttöön koulun takapihan siipirakennuksen päälle rakennettu, arkkitehti Pekka Saatsin suunnittelema monitoimitila Pikkusali. Vuonna 2017 pihaan valmistui vielä erillisrakennus musiikin opetusta varten. Kaksi uusinta koulurakennusta, A-osa ja erillinen liikuntarakennus Liikuntalato, valmistuivat syksyllä 2022.