厦门市第五中学起源于明、清时期的义学和玉屏书院，1906年改称厦门中学堂。学校先后易名为思明中学、省立十三中学、省立厦门中学。解放后，人民政府接管学校，省中、市中合并为厦门第一中学。随着人民教育事业的迅速发展，1955年秋，将厦门一中师生一分为二，在玉屏书院原址定名为厦门第五中学至今。

明末，在厦门虎溪山（又称玉屏山）设有“义学”，截至2006年已逾四百年，系厦门最早的学堂，此为厦门教育之发源地。清代乾隆十六年（1751年），由进士出生的巡抚白瀛扩建校舍，改称“玉屏书院”；乾隆十八年（1753年）镌刻“玉屏书院碑记”，现立于五中“玉屏亭”内；还有诸多古碑，排列于”玉屏碑廊”，记载诸多事宜。

1906年，清朝地方政府接管“玉屏书院”，改称“厦门中学堂”，由私塾改制为公办，第五中学诞生日即从此国家办学算起。
1927年后到三十年代，是省立十三中时期[1]。学校是厦门中共地下党组织据点。许多热血青年在这里求学求真，走上革命道路。叶飞、方毅等无产阶级革命家就是这所学校的学生，著名科学家卢嘉锡曾在这里任教。
省立厦门中学时期（解放战争时期），校内有67位中共地下党员以各种形式进行革命活动，为迎接厦门解放做出积极贡献。
在中共地下党的领导下，在校进步师生团结广大师生，积极开展卓有成效的革命活动，为迎接厦门的解放做出积极的贡献。
2010年5月26日上午，厦门市第五中学在新址莲前校区正式启用新校名——厦门市第一中学分校。拥有百年历史的厦门五中完成“变身”，成为市直属九年一贯制学校。这是继五缘实验学校之后，第二所市直属的九年制学校。