โรงเรียนทวารวดี เปิดทำการสอนเมื่อวันที่ ๑๔ พฤษภาคม ๒๕๕๐ โดยอาศัยอำนาจตามรัฐธรรมนูญแห่งราชอาณาจักรไทย พ.ศ.๒๕๔๐ มาตรา ๔๓ พระราชบัญญัติเทศบาล พ.ศ.๒๔๙๖ แก้ไขเพิ่มเติม (ฉบับที่ ๑๒ ) พ.ศ.๒๕๔๖ มาตรา ๕๐(๖) พระราชบัญญัติการศึกษาแห่งชาติ พ.ศ.๒๕๔๒ หมวด ๒ มาตรา ๑๐ วรรคหนึ่ง วรรคสี่ หมวด ๕ ส่วนที่ ๒ มาตรา ๔๑ และสภาเทศบาลนครนครปฐม พิจารณาให้ความ เห็นชอบให้จัดตั้งสถานศึกษา “โรงเรียนมัธยมศึกษาเทศบาลนครนครปฐม” ในการประชุมสมัยสามัญ สมัยที่ ๓ ประจำปี ๒๕๔๙ เมื่อวันที่ ๑๐ สิงหาคม ๒๕๔๙ จึงจัดตั้งสถานศึกษาโรงเรียนมัธยมศึกษาเทศบาลนครนครปฐมโดยใช้ชื่อว่า“โรงเรียนมัธยมศึกษาเมืองทวารวดี" ขึ้นเพื่อเป็นการสนองตอบความต้องการ ด้านการศึกษาสำหรับนักเรียนที่มีความสามารถพิเศษด้านทางวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ สังคมศึกษาภาษาต่างประเทศและเป็นการรองรับนักเรียนในสังกัดเทศบาลนครนครปฐม เพื่อมีโอกาส ศึกษาต่อในระดับมัธยมศึกษามาขึ้นตั้งแต่วันที่๑ กันยายน ๒๕๔๙

            เทศบาลนครนครปฐมได้อนุมัติให้ก่อสร้างอาคารเรียน ณ พื้นที่บริเวณบ้านพักของพนักงานเทศบาลนครนครปฐม จำนวน ๘ ไร่เศษซึ่งในขณะนี้กำลังดำเนินการก่อสร้างอาคารเรียนตามแบบกรมสามัญศึกษา ๔ ชั้นใต้ ถุนโล่ง จำนวน ๑๘ ห้องเรียน โรงเรียนมัธยมศึกษาเมืองทวารวดีจึงขอใช้อาคารเรียนโรงเรียนเทศบาล ๔ (เชาวนปรีชาอุทิศ) เป็นการชั่วคราวและนักเรียนของโรงเรียนมัธยมศึกษาเมืองทวารวดีรับโอนมาจากโรงเรียนเทศบาล ๔ (เชาวนปรีชาอุทิศ) จำนวน ๔ ห้องเรียน คือนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ ๕ แผนการเรียนวิทยาศาสตร์ – คณิตศาสตร์ จำนวน๑ ห้องเรียนแผนการเรียนอังกฤษ – สังคมศึกษาฯ จำนวน ๑ ห้องเรียน และนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ ๖ จำนวน ๒ ห้องเรียน แผนการเรียนวิทยาศาสตร์ – คณิตศาสตร์ จำนวน ๑ ห้องเรียน แผนการเรียนอังกฤษ – สังคมศึกษาฯ จำนวน ๑ ห้องเรียน ส่วนนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ ๔ เปิดรับสมัครนักเรียนใหม่ จำนวน ๓ ห้องเรียน ได้แก่แผนการเรียนวิทยาศาสตร์ – คณิตศาสตร์ จำนวน ๒ ห้องเรียน แผนการเรียนอังกฤษ – สังคมศึกษา จำนวน ๑ ห้องเรียนรวมจำนวนนักเรียนทั้งสิ้น ๒๐๐ คนซึ่งเป็นการแยกการจัดการศึกษาช่วงชั้นที๋ ๔ ออกจากโรงเรียนเทศบาล ๔ (เชาวนปรีชาอุทิศ) ตั้งแต่วันที่ ๑๔ พฤษภาคม๒๕๕๐ เป็นต้นไป

            ต่อมาคณะกรรมการสถานศึกษาขั้นพื้นฐานของ โรงเรียนมัธยมศึกษาเมืองทวารวดี มีความเห็นว่านครปฐมเป็นเมืองเก่า และเคยเป็นศูนย์กลางของอาณาจักรทวารวดีที่มีความเจริญรุ่งเรือง เพื่อเป็นการระลึกถึงความเป็นอาณาจักรทวารวดีดั้งเดิมที่ชาวนครปฐมภูมิใจ จึงเห็นควรให้เปลี่ยนชื่อสถานศึกษาจาก “โรงเรียนมัธยมศึกษาเมืองทวารวดี” เป็น “โรงเรียนทวารวดี” ซึ่งเป็นชื่อที่กระชับและได้ความหมายที่ชัดเจน ตั้งแต่วันที่ ๓๑ ตุลาคม ๒๕๕๑ เป็นต้นไป