十六中学始建于1934年，原名广州培桂中学，由近代著名教育家、民主革命活动家，被周恩来誉为“一代宗师”马君武先生创建。1953年改为公办，当年由著名语言学家王力题写校名。广州市第十六中学是首批广东省一级学校、首批广东省国家级示范性普通高中、首批广东省普通高中教学水平优秀学校，已获得20年广州市高中毕业班工作一等奖。
学校以“把16中办成观念新、队伍强、质量高、校风好、环境美、设备先进、管理科学、有特色的现代化学校”为办学目标，以“自主学习、自我教育、自求发展”为办学模式和培养目标和培养目标，并以“志、勤、美”的校风，“乐业、爱生、严谨、创新”的教风，“勤奋、扎实、灵活、创造”的学风统一思想和步调，以学生发展为本，为学生可持续发展奠基，全面实施素质教育，坚持培养个性特长。
于1993年学校被评为首批广东省一级学校，2006年12月通过了广东省国家级示范性普通高级中学初期督导验收，2007年12月被评为广东省高中教学水平评估优秀等级学校，2010年增设南校区（原广州市第七十九中学），实现了大面积、高速度地提高办学水平的目标。