Giai đoạn 1963-1978
Thầy Cao Văn Kinh
Thầy Cao Văn Kinh là vị hiệu trưởng đầu tiên tiếp quản cơ ngơi của trường trong điều kiện vô cùng khó khăn, thiếu thốn của những năm đầu mới giải phóng.
Giai đoạn 1978-1991
Thầy Lê Anh Tiến
Thầy Lê Anh Tiến là người kế tục sự nghiệp của thầy Cao Văn Kinh từ năm học 1978 – 1979 đến hết năm học 1990 –1991. Mười lăm năm gắn bó với trường, trong đó có mười ba năm giữ chức vụ hiệu trưởng, thầy Lê Anh Tiến đã khắc phục những khó khăn, thiếu thốn của một thời bao cấp, đề ra những giải pháp phù hợp để xây dựng nhà trường thành một trong những đơn vị vững mạnh.
Giai đoạn 1992-2010
Thầy Huỳnh Ngọc Anh
Thầy Huỳnh Ngọc Anh nguyên là Phó Hiệu trưởng được bổ nhiệm giữ chức vụ hiệu trưởng từ ngày 28/3/1992 cho đến hết tháng 8 năm 2010.
35 năm gắn bó với trường, trong đó có 18 năm giữ chức vụ Hiệu trưởng, Thầy Huỳnh Ngọc Anh đã kế tục sự nghiệp và phát triển ý tưởng của các vị tiền nhiệm một cách sáng tạo.
Giai đoạn 2010-2016
Thầy Trương Quang Dũng
Thầy Trương Quang Dũng nguyên Trưởng phòng Khảo thí và Kiểm định chất lượng giáo dục Sở Giáo dục và Đào tạo Quảng Ngãi được điều động về giữ chức vụ hiệu trưởng của trường từ ngày 01/9/2010.
Giai đoạn 2016-2023
Thầy Lâm Tín
Trong giai đoạn từ năm 2016 đến 2023, dưới sự lãnh đạo của thầy Lâm Tín, Trường THPT Số 1 Tư Nghĩa đã đạt được nhiều thành tích đáng kể trong lĩnh vực giáo dục và đào tạo.
Giai đoạn từ 2023 đến nay
Thầy Phạm Xuân Tám
Từ khi đảm nhận vai trò Hiệu trưởng Trường THPT Số 1 Tư Nghĩa vào năm 2023, thầy Phạm Xuân Tám đã chú trọng đẩy mạnh quá trình chuyển đổi số trong quản lý và giảng dạy, đưa nhà trường từng bước tiếp cận với mô hình giáo dục hiện đại.