Політехнічний ліцей НТУУ "КПІ" був створений у 1991 році з ініціативи ректора при факультеті довузівської підготовки. Навчання було організоване з 9 класу, а перший набір складав 60 осіб. Сьогодні в ліцеї навчається 650 ліцеїстів. Згідно зі Статутом визначено таку структуру ліцею: 1-7 класи – спеціалізована школа з поглибленим вивченням математики та англійської мови, 8-11 класи – ліцей, де навчання проводиться за трьома профілями (фізико-математичний, математичний, іноземна філологія).
Як структурний підрозділ НТУУ "КПІ" при підготовці ліцеїстів дотримуємося вимог, які висуває університет до своїх абітурієнтів та студентів. На одній із сесій професорсько-викладацького складу ректор університету наголосив, що навчальна робота має вдосконалюватися за наступними взаємопов'язаними складовими:
- Фундаментальна фізико-математична освіта.
- Інтеграція навчання та наукових досліджень.
- Вільне володіння англійською мовою, інформаційними технологіями.
По першому пункту.
У ліцеї особлива увага приділяється фізико-математичній підготовці. На сьогоднішній день загальноприйнятим критерієм якості освіти випускників шкіл є результати ЗНО. З дня введення ЗНО ліцей входить до 10 кращих навчальних закладів за цим показником з математики та фізики, а якщо розглядати в кількісному значенні – то він займає лідерські позиції. Так, на ЗНО 2013 року 173-200 балів з математики отримали 78 випускників, з фізики – 63. Три випускники ліцею показали на ЗНО з фізики і математики результат 200 балів і стали студентами НТУУ "КПІ". Два призери IІІ Всеукраїнського етапу МАН відділення технічних наук також вступили до КПІ.
По другому пункту.
У ліцеї проводиться низка заходів з інтеграції навчання та наукових досліджень, формуються навички дослідника і експериментатора. Ліцей є колективним членом МАН, постійно бере участь у конкурсі ІнтелТехно, різних всеукраїнських та міжнародних конкурсах, щорічно проводяться учнівські конференції.
Після створення у 2010 році Ради з координації роботи системи доуніверситетської підготовки, членами якої є ліцеї НТУУ "КПІ" – Політехнічний ліцей, Технічний ліцей, ліцей "Інтелект", голова ради – директор ІМЯО В.В.Ясінський, в ліцеї посилилась робота з факультетами та інститутами НТУУ "КПІ". Зокрема, хочеться відзначити такі факультети та інститути, як ФТІ, ФМФ, ФЛ, ТЕФ, ХТФ, ІЕЕ, ФАКС, ММІ, науковці яких допомагають здійснювати інтеграцію навчання та наукових досліджень: проводять зустрічі з ліцеїстами, виступають на учнівських конференціях, знайомлять з роботою факультетів, є керівниками наукових робіт. Також хочеться подякувати за підтримку і допомогу проректорам університету Ю.І. Якименку, Г.Б. Варламову, О.М.Новікову.
По третьому пункту.
Ліцей приділяє увагу вивченню англійської мови та інформаційним технологіям. Оцінити якість освіти з англійської мови можуть дані ЗНО. Наприклад, 173-200 балів у 2013 році отримали 42% учнів. За всі роки ЗНО жодного разу не було ліцеїстів, які б показали незадовільні результати з предмету.
У 2013 між ліцеєм та представниками Кембриджського університету підписано меморандум про співпрацю. Меморандум відображає бажання сторін співпрацювати одна з одною в різних потенційних проектах з предмету "Англійська мова". Також у 2013 році ліцей став членом Microsoft ІТ Academy, що повинно посилити рівень володіння і використання інформаційних технологій під час навчання і в побуті учасниками навчально-виховного процесу.
Підсумовуючи роботу ліцею, хочеться відзначити, що відсоток вступу випускників фізико-математичного та математичного профілів до НТУУ "КПІ" перевищує 90%. За 23 роки існування ліцею студентами НТУУ "КПІ" стало більше 3000 випускників.