涟源三中的前身乃原纯化中小，始创于1941年。校址在杨市镇道公祠。1953年迁现址佩兰堂(“佩兰堂”始建于清朝同治年间，是解放前涟源大的地主庄园之一。其主刘鸿年是清末名将曾国藩的部将，后官江西道台)，先改名为纯化完小，后改名为杨家滩完小。1956年带办初中，1958年秋改名为“涟源县第五初级中学”，1969年春，县属中学下放公社，改名为“杨家滩公社中学”，1970年，不再设置初中，开始招收高中班，12月，学校易名为涟源县第三中学。1987年，涟源县改为涟源市。学校名亦随之改为“涟源市第三中学”。

2011年涟源南部高中重新布局，原立珊中学、涟源五中并入涟源三中，新规划的涟源三中将按省级示范性高中建设，扩编到在校学生4000余人，新拓教学用地200余亩。，在职教职工128人，其中中学教师18人，一级教师42人。今日的三中人，在新的领导班子的带领下，坚持管理兴校、创新强校的治校方略，在教育教学改革的大道上奋勇前行。