Cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp quốc gia dành cho học sinh trung học được Bộ Giáo dục và Đào tạo tổ chức lần đầu vào năm 2013. Từ đó đến nay, cuộc thi diễn ra mỗi năm một lần vào học kỳ 2 của năm học.
Từ năm 2013 đến năm 2019, cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp quốc gia dành cho học sinh trung học được tổ chức tại hai điểm ở các địa phương khác nhau tại miền bắc, miền nam. Mỗi đơn vị tham dự có số lượng 4 đến 6 dự án dự thi.
Từ năm 2020, cuộc thi giảm số lượng dự án tham dự là 2 dự án/đơn vị dự thi; riêng thành phố Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh và đơn vị đăng cai tổ chức cuộc thi được tham dự 4 dự án và được tổ chức tại một địa phương trên cả nước.
Năm 2022, cuộc thi được tổ chức trực tuyến do dịch Covid-19.
Các dự án được tuyển chọn từ các cuộc thi cấp tỉnh, cấp trường (đối với các trường trung học trực thuộc đại học, trường đại học). Hằng năm có từ 200 đến 300 dự án tham gia vòng sơ tuyển để lựa chọn tham gia vòng chung kết cuộc thi cấp tỉnh, sau đó, lựa chọn để tham gia cuộc thi cấp quốc gia với số lượng dự án theo quy định từng năm của Bộ Giáo dục và Đào tạo.
Từ kết quả cuộc thi mỗi năm, Bộ Giáo dục và Đào tạo lựa chọn những dự án đạt giải cao nhất và có đủ điều kiện theo quy định để tham gia Hội thi khoa học kỹ thuật quốc tế dành cho học sinh trung học - International Science and Engineering Fair (ISEF).
Theo Bộ Giáo dục và Đào tạo, cuộc thi Khoa học, kỹ thuật cấp quốc gia học sinh trung học năm học 2023-2024 có sự tham gia của 74 đơn vị dự thi. Năm nay, cuộc thi có tổng số 149 dự án thuộc 21 lĩnh vực: Khoa học động vật, Khoa học xã hội và hành vi, Hóa sinh, Y sinh và khoa học sức khỏe, Kỹ thuật Y sinh, Sinh học tế bào và phân tử, Hóa học, Sinh học trên máy tính và Sinh-Tin, Khoa học Trái đất và Môi trường, Hệ thống nhúng, Năng lượng hóa học, Vật lý, Kỹ thuật cơ khí, Kỹ thuật môi trường, Khoa học vật liệu, Toán học, Vi sinh, Vật lý và Thiên văn, Khoa học thực vật, Robot và máy tính, phần mềm hệ thống, Y học dịch chuyển.
