学校确立了“质量立校、特色强校”的办学模式，实行了教师集中磨课制度，学生“午间静校”制度及高三晚自习辅导制度，形成了富有三中特色的“六个一”教育教学管理模式。作为“六校教科研联盟”一员，每学期与七、九、十等省示范高中举行联考、联改、联评，不断促进学校教学质量的稳步提升，也保证了进入三中的学子“低进高出、高进优出”。近年来学校高考成绩不断攀升，连续多年荣获合肥市高中教学质量综合评价一、二等奖，为中国人民大学、复旦大学、中国青年政治学院、武汉大学、中南大学、合肥工业大学、中央美术学院、中国传媒大学等各级各类高校输送了一大批优秀学生 <ref>[http://www.eahui.com/article/article_2861.html 合肥三中跻身省级示范高中一周年 ]，易汇网，2011-6-8</ref> 。

在大面积提高教学质量的同时，学校逐步形成了三大教育特色:以美术教育为龙头的艺术教育(包括播音、主持、动漫、音乐等)异军突起:以球类教育为基础的体育教育(手球、篮球、体育舞蹈等)硕果累累;以经典诵读和语言文字为特色的人文教育花香怡人。基础教育与特色教育相辅相成，相得益彰，共同促进学生的全面发展和特长发展。近年来，学校先后获得学校先后获得“全国学校体育工作示范校”、 ”安徽省语言文字工作示范单位”、“安徽省关心下一代工作先进集体”、“合肥市文明单位”、“合肥市卫生先进单位”、“合肥市绿色学校”、“合肥市平安校园”、 “合肥市先进基层党组织”、“合肥市德育工作先进单位”、“合肥市五一劳动奖章”等30多项荣誉 <ref>[http://zhongkao.xdf.cn/201209/9062920.html 安徽合肥市重点高中简介：合肥三中 ]，新东方中考网</ref> 。