27 июня 1880 года городская дума принимает постановление об ассигновании 5040 рублей на открытие прогимназии из двух отделений: приготовительного и первого класса.
6 августа 1880 года решением попечителя Кавказского учебного округа это постановление приводится в исполнение.
16 сентября 1880 года в частном доме Политовского начались занятия в новом учебном заведении.
А 13 октября 1880 года был подписан указ об учреждении классической прогимназии в г. Владикавказе.
В 1885 году прогимназия была преобразована во Владикавказскую гимназию. К этому времени в ней обучалось около 260 учащихся.
В 1887 году началось строительство нового здания, работы по основному корпусу были завершены в 1889 году, и гимназия, к этому времени имевшая полный состав из 8 классов с 327 учащимися, перешла в новое собственное здание. В этом же году состоялся первый выпуск 22 учеников владикавказской классической гимназии.
В 1895 году был пристроен актовый зал, ныне спортивный.
В 1905—1907 годы, революционных выступлений, многие учащиеся старших классов гимназии были на стороне восставшего пролетариата Владикавказа, участвовали в политических кружках, сходках. Воспитанники гимназии, среди них Чермен Баев, Николай (Колка) Кесаев, Георгий Цаголов, впоследствии стали видными деятелями революционной борьбы, основателями Советской власти на Тереке, сражались вместе с С. М. Кировым и Г. К. Орджоникидзе.
Важным событием в жизни школы было посещение ее в 1926 году наркомом просвещения РСФСР А.В. Луначарским. Постановлением Президиума владикавказского окрисполкома от 22.10.1926 года образцово-показательной гимназии №5 было присвоено имя А.В.Луначарского.
В период 1924—1930 годов средняя школа № 5 (этот номер ей был присвоен в 1922 году) была одной из опытно-показательных школ.
В 1932 году школа была преобразована в десятилетку с присвоением ей наименования «образцовой школы», которая добивается серьезных успехов в постановке учебно-воспитательной работы, в укреплении своей материальной базы.
Гимназия №5 – одна из ведущих школ Республики Северная Осетия-Алания. К числу наиболее достойных воспитанников школы относятся: выдающийся деятель искусства Е.Б.Вахтангов, известные революционеры Г.Цаголов, Ч.Баев, Н.Кесаев, полковник П.О.Билаонов, профессора А. М. Евлахов, Р. Б. Габирян, А. П. Жуков, И.М.Иосифов, Н. А. Цаголов, В. М. Гарданов, писатель Н. Атаров, врачи Т.Ф. Дауров и А. Б. Дзантиев, народный артист РСФCР Павел Лисициан, маэстро Валерий Гергиев (до поступления в Музыкальное училище). В годы ВОВ уходят на фронт учителя и выпускники средней школы № 5. Многие из них не вернулись, сложили свои головы в боях за Родину. 39 имен погибших занесены на мемориальную доску.
В 1943 году средняя школа № 5 была преобразована в мужскую.
В 1963 году пристроено новое здание.
С 1964 года школа преобразована в школу с преподаванием ряда предметов на английском языке.
В 1977 году в школе был открыт музей народного образования, в котором представлено более 900 различных документов, личных вещей, фотографии по истории просвещения Северной Осетии, начиная с дореволюционного периода и до наших дней.
В 1980 году завершена работа по оформлению Музея боевого пути артиллерийского полка, участника боев на полях Северной Осетии. Музей открыт в дни 35-й годовщины Победы. Музей является центром военно-патриотического, гражданского, этнокультурного воспитания подрастающего поколения.
В 1994 году средняя школа преобразована в муниципальное образовательное учреждение среднего образования гимназию № 5 с углубленным изучением английского языка.
В 2006 и 2007 годах гимназия становилась победителем конкурса общеобразовательных учреждений, внедряющих инновационные образовательные программы в рамках национального проекта «Образование».
В 2010 году муниципальное образовательное учреждение гимназия №5 реорганизовано путем присоединения С0Ш №2. Основная школа находится на ул. Церетели,7, где обучаются учащиеся 5 – 11 классов, а в отдельном здании на ул.К. Маркса, 19 расположено структурное подразделение «Начальная школа».