1988年12月12日， 珠海市计委批准立项，学校开始筹建，原名珠海市桂花职业中学。由拱北区人民政府管理，原校址选在原桂花北合罗山脚。
1990年5月15日，学校由香洲区政府管理。
1991年6月28日，政府重新在前山兰埔工业区（现校址）划地30255平方米，建设新学校。
1992年8月，建成首期工程教学楼，珠海市桂花中学挂牌。当年招收4个初中班，职业高中2个班、开设电工和电脑文秘两个专业。
1993年1月1日，学校归珠海市教委管理。
1994年6月，学校实验大楼（现实训一号楼）落成。
1996年5月，举办首届技能节。
1996年8月16日， 初中和职业高中分离，42位教师到新建的夏湾中学任教。珠海市桂花中学改名为珠海市第三中等职业学校。
1996年12月， 办公大楼落成。
1997年11月， 建成珠海市首个学校塑胶跑道运动场。
1999年5月，率先在珠海市教育系统实行学校中层主任（副主任）竞争上岗。
1999年6月16日， 学校晋升为广东省重点职业学校，同年10月27日挂牌。
1999年9月， 实习工厂楼（现实训二号楼和综合楼（学生宿舍和饭堂）落成。
1999年， 被劳动和社会保障部确定为“国家职业技能鉴定所”。
2000年8月29日，珠海市劳动技术学校合并入珠海市第三中等职业学校。
2001年3月5日，晋升为国家级重点职业学校。
2001年5月27日，被评为广东省职业教育重点实训中心。
2002年1月30日，被珠海市政府评为“珠海市文明单位”。
2003年2月21日，汽车运用于维修专业被评为广东省重点骨干示范专业。
2003年8月，珠海市教育局将市成人中专校舍划归我校，成为我校白石南校区。
2003年9月，进行校内人事制度改革，实行全员聘任制和校内结构工资制。
2003年12月，广东省教育厅副厅长李小鲁来我校指导工作并参加技能节开幕式。
2004年9月，率先在珠海市教育系统进行学校后勤服务社会化改革，聘请专业物业公司负责学校后勤服务管理工作。
2004年10月，教育部职成司副司长刘占山来我校检查指导工作。
2004年11月5日，与笛威欧亚汽车技术有限公司合作，共建的“国家紧缺人才汽车运用与维修专业技能型人才培养培训基地”被国家教育部批准，同年11月20日，举行“基地”挂牌仪式，教育部职业与成人教育司黄尧司长、珠海市副市长邓群芳到会主持剪彩仪式。
2005年4月，被评为珠海市绿色学校。
2005年8月，体育馆落成。
2005年3月，被评为广东省中小学心理健康教育示范学校。
2005年7月，电气运行与控制专业被评为广东省重点骨干示范专业。
2005年11月，被省教育厅确定为全省首批30所实行“双证书”试点学校之一。
2006年1月25日，首次获得珠海市教学质量综合评审一等奖。
2006年3月，被评为广东省心理健康教育先进学校。
2006年4月，成立专业建设指导委员会。
2007年6月，罗川同学获得全国职业院校技能大赛机电一体化项目一等奖第一名。
2008年6月，丁新鹏、罗建明同学获得全国职业院校技能大赛机电一体化项目一等奖，梁嘉龙同学获得全国职业院校技能大赛动画制作项目一等奖。
2009年6月，陈经纬、祝叶叶、周永航同学获得全国职业院校技能大赛机电一体化项目和单片机项目一等奖。
2010年2月，学校正式更名为“珠海市理工职业技术学校”。
2010年4月，学校37位同学参加广东省职业院校技能大赛，全部获奖。
2011年1月，学校被教育部确定为首批“国家中等职业教育改革发展示范校”立项建设学校。
2011年，被确定为 “广东省职业院校三二分段自主招生试点学校”。
2012年被环保部授予“全国中学生水科技发明比赛”项目试点学校。
