天津市第二南开中学的前身是 1923 年由张伯苓先生创建的南开中学女生部， 1978 年被命名为天津市首批重点中学， 1992 年、 2001年二次列入《中国名校》。学校一直秉承着“允公允能，日新月异”的南开校训，坚持“以学生的发展为本，挖掘学生的一切潜能，培养适应未来社会需求的高规格人才”的育人目标，努力把学校办成现代化、信息化、优质化、有特色的国家级示范高中。
作为天津市首批争创“国家级示范校”的示范性高级中学，学校由市区政府总投资 2.1亿，学校建筑面积 42000 平方米。学校初高中共有教学班 86 个，可容纳 4000 余名学生就读。学校的主体建筑有 8 层的综合办公楼，其南侧为第一教学楼、电教信息楼、大会堂、科普馆，北侧为第二教学楼、实验楼、报告厅和多功能体育馆，校园东部有多功能综合体育运动场，其北端第三教学楼和南端的学生公寓、师生餐厅遥遥相对。千兆校园网、遍及全校的 800 多个计算机终端、丰富海量的校园网络资源，也成为现代化学校的一个风景线。
学校注重学生的全面发展，并为有特长的学生提供广阔的发展空间。自 2001年始创立的高一信息技术实验班，学生人手一机，在与其他班级无异的教学规程下，以信息能力和信息素养的全面培养为目标，以学科教学与信息技术的有机整合为目的。 2003 年开设了英语创新实践班。为响应研究性学习和探究性学习的开展，学校特设了物理、化学、生物开放型研究性学习实验室和信息技术软硬件研究实验室，开设了各学科的奥赛辅导，开设了众多的兴趣小组和社团活动，艺术节、读书节、体育节、科技节，学校的素质教育舞台别具特色而且丰富多彩。