抗日戰爭勝利后,清華大學從昆明遷回北京。校長梅貽琦決定對在抗戰開始時原定南遷長沙岳麓山時營建的校址、校舍作出處理,委托重慶清華中學校長、清華大學29級校友傅任敢負責在原校址上建長沙清華高級中學,籌辦工作于1946年夏開始。
清華大學在長沙岳麓山下所建校址很大:西北與云麓宮宮址接壤,南界左家垅街鎮,東與省立第一師范隔江相望、西面越出小望城坡,周圍長約5公里,其間有山林、平地、水田、池塘,還有星羅棋布的桔園28個。校址上已建成圖書館和教學樓,并有一座工廠,3棟宿舍,以及一些零星建筑,因戰亂,僅圖書館和教學樓較完整。1946年底,清華大學撤銷留守處并將整個校產交給清華中學代管,把校境內各種物產拔給清華中學,作為常年補助費來源。
清華中學加強與清華校友聯系,成立校友會,以取得校友們的支援。當時長沙金融界頭面人物多為清華校友。他們大力支持清華中學的開辦,還有些清華校友舍棄公立學校優厚薪水到中學任職。
1946年10月1日,清華中學開學。招收新生72人,學生自稱“七十二賢”。
當時,清華中學的辦學者認為,他們繼承清華大學的傳統,受西方科學與民主的影響,同時也受過“一二·九”運動的洗禮,對國民黨的統治極為不滿,希望不介入政治。因此清華中學在開辦學校立案問題上頗受周折。直到1949年7月清華中學才在省教育廳立了案。這是建國前湖南省最后創辦的一所私立中學。
1949年8月5日,長沙和平解放。清華中學根據中國共產黨新解放區的教育政策于12月對董事會進行改組,選舉清華留美學生,時任湖南大學校長的易鼎新為董事長,曠壁城為校長,并新增辦了初中,同時招收女生。
1951年秋,省內明德、周南、岳云、廣益4所私立中學改歸省辦。清華中學開辦雖只6年,但因成績顯著,也被改為省立,這是湖南省首批改私歸公的中學。
1952年4月,中南局征用清華大學岳麓山的校址,創辦了中南礦冶學院,將省立清華中學與省立一中合并,改名長沙市第一中學。從此清華中學在岳麓山下的一段歷史就結束了。