SMAN 3 Kota Sorong dalam perjalanannya sebagai salah satu sekolah negeri di Kota Sorong menorehkan sejarah yang cukup panjang. Berawal dari peralihan fungsi sekolah pada tahun 1991 dari SPG Negeri menjadi SMA Negeri 5 Sorong. Banyak  prestasi yang telah diukir oleh SMA Negeri 5 Sorong baik dalam bidang akademik maupun non akademik, bahkan pernah memperoleh tropi sekolah terbersih  di Irian Jaya.

Pada tahun 1995 nama SMAN 5 Sorong berubah menjadi SMUN 3 Sorong dan pada tahun 2003 kembali berubah menjadi SMAN 3 Sorong hingga saat ini. Seiring dengan perjalanan waktu, pada tahun 2010 berdasarkan hasil verifikasi Direktorat Pembinaan SMA Kementerian Pendidikan Nasional SMAN 3 Sorong memperoleh predikat sebagai Sekolah Model SKM-PBKL-PSB. Sekolah yang dianggap telah melaksanakan Standar Nasional Pendidikan seperti yang diamanatkan PP nomor 19 tahun 2005. Sebagai sekolah model SMAN3 Sorong terus berupaya meningkatkan prestasi, penampilan dan pelayanan.

Pada akhir tahun 2010 berdasarkan SK Badan Akreditasi Sekolah Provinsi Papua Barat Tanggal 15 Desember 2011 SMAN 3 Kota Sorong memperoleh nilai 97 dengan kategori A.

Sejak masa peralihan hingga saat ini SMAN 3 Kota Sorong telah mengalami empat kali pergantian Kepala Sekolah. Berikut ini adalah nama-nama kepala sekolah sejak beralihfungsinya menjadi SMAN 3 Sorong:

1. P. Lawalata, BA. (1991-1996)

2. Suwadi, S.IP(1996-2002)

3. L. Aritonang, BA.(2002-2008)

4. Drs. Yohanis Sagrim, MM. (2009-2023)

5. Natali Lapik M.Pd (2024-Sekarang)