Kurikulum di SMA Negeri 3 Sorong secara sistematis berubah semenjak tahun 2004 hingga saat ini. Pelaksanaan pendidikan di SMA Negeri 3 Sorong di tahun 2004 mengikuti perubahan kurikulum saat itu dengan melaksanakan Kurikulum Berbasis Kompetensi (KBK). Di tahun 2006 SMA Negeri 3 Sorong pelaksanaan pendidikan menggunakan Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP).

Pada awal tahun ajaran 2013-2014 pemerintah mengimplementasikan Kurikulum 2013 atau K-13 di semua jenjang kelas yang terbagi dalam peminatan MIPA, Ilmu-ilmu Sosial (IPS) dan Ilmu Bahasa dan Budaya. Hingga tahun 2021 kelompok peminatan di SMA Negeri 3 Sorong terdiri atas kelompok Matematika dan Ilmu Alam (MIPA), Ilmu-ilmu Sosial (IPS), dan Ilmu Budaya dan Bahasa (Bahasa).

Memasuki tahun ajaran 2022-2023 SMA Negeri 3 Sorong mengimplementasikan kurikulum merdeka. Kurikulum merdeka merupakan kurikulum berbasis kompetensi untuk mendukung pemulihan pembelajaran dengan menerapkan pembelajaran berbasis proyek (PBL). Penerapan kurikulum ini ditandai dengan adanya penghilangan penjurusan IPA, IPS, Bahasa, di satuan pendidikan, dan sebagai gantinya siswa kelas X akan mengikuti mata pelajaran yang sama dengan SMP, sementara kelas XI dan XII bisa memilih kombinasi mata pelajaran sesuai dengan kebutuhan, kemampuan dan cita-cita mereka.