Škola počinje s radom 1. rujna 1946. godine otvaranjem Kemijsko tehnološkog odjela srednje Tehničke (trogodišnje) škole. Četverogodišnji smjer Kemijske tehničke škole osnovan je 13. srpnja 1960. godine u Zagrebu, u Klaićevoj br. 7. U siječnju 1978. škola postaje Kemijsko tehnološki obrazovni centar (KTOC).

Na sadašnju lokaciju, u Ulicu grada Vukovara 269, seli se 1964. godine, a Geološko rudarsko naftni smjer otvora 1982. godine. Prva dva razreda kozmetičara upisuju se 1995. godine, dok se školske godine 1999./2000. počinje provoditi program za zanimanje ekološki tehničar. Eksperimentalni program Prirodoslovne gimnazije započinje od školske godine 2004./2005.

Škola 2005. godine mijenja naziv u Prirodoslovnu školu Vladimira Preloga čime počinje novo razdoblje u životu škole.

Od školske godine 2009./2010. škola upisuje i jedan športski razredni odjel Prirodoslovne gimnazije.

Školske godine 2016./2017., zahvaljujući projektu “In english, please”, upisan je prvi razredni odjel prirodoslovne gimnazije koji prirodoslovne predmete sluša na engleskom jeziku.

Škola nudi srednjoškolsko obrazovanje s naglaskom na prirodnim znanostima. Planovi i programi prilagođeni su europskim standardima, a školovanje traje četiri godine. Nastava se odvija u klimatiziranim i tehnološki opremljenim učionicama, dok se eksperimentalni i praktični dio nastave odvija u šest potpuno opremljenih znanstvenih laboratorija, dvama kozmetičkim salonima i dvama kozmetičkim laboratorijima. Kao dio praktične nastave, učenici proizvode tekući sapun, kredu te destiliranu vodu.

Školu pohađa 1150 učenika te zapošljava 90 profesora. Škola se može pohvaliti 70-godišnjom tradicijom podučavanja, a danas nudi sljedeće programe: prirodoslovna gimnazija, kemijski tehničar, geološko tehničar, ekološki tehničar i kozmetičar.

Učenicima je na raspolaganju knjižnica gdje se mogu pripremati za nastavu ili provoditi slobodno vrijeme. Uz knjižnicu tu su i teretana, športska dvorana te različiti školski klubovi i organizacije poput volontera, književnog kluba, astronomskog kluba, školskog benda, likovne i plesne radionice gdje učenici mogu oblikovati svoju kreativnost i talent.

Mnogi su naši učenici prepoznati za svoja postignuća na raznim akademskim natjecanjima (iz kemije, fizike, biologije, povijesti, itd.), ali isto tako i za postignuća u izvannastavnim aktivnostima poput sporta (nogomet, košarka, odbojka, rukomet) te umjetnosti (plesne i dramske grupe). Učenici se poslije napornog dana mogu opuštati u sjeni školskog botaničkog vrta ili hraniti životinje iz malog zoološkog vrta.