SMA Negeri 2 Tembilahan didirikan pada tahun 2013 dengan SK Bupati Nomor :Kpts.200/IV/hk-2013 dengan nama SMA Negeri 2 Tembilahan Kota pada tanggal 29 April 2013. Setelah berjalan selama 1 tahun, nama sekolah berubah menjadi SMA Negeri 2 Tembilahan dengan NPSN 10204061 berdasarkan SK Bupati Indragiri Hilir.
Pada awal beroperasi SMAN 2 Tembilahan menumpang di gedung lama SMAN 1 Tembilahan, dengan Kepala Sekolah Bapak Syaiful Kelana, S.Pd yang pada saat itu beliau juga menjabat sebagai Kabid Dikmenti Dinas Pendidikan Indragiri Hilir. Satu Tahun Kemudian Jabatan Kepala sekolah diserahkan kepada kepala Sekolah baru yaitu Bpk. Victoria, S.Pd,MM, Bersamaan dengan itu, dibangun Gedung baru SMAN 2 Tembilahan Berlokasi di Jl tanjung Harapan Kelurahan Sungai Beringin Kecamatan Tembilahan.
Setelah Menamatkan siswa pada tahun pelajaran 2014 / 2015, Maka pada Bulan januari 2016 SMAN 2 tembilahan menempati Gedung baru di jalan tanjung Harapan, dengan ruang kelas sebanyak 14 ruang, sementara jumlah rombel adalah 19 . Oleh karena itu untuk mencukupi kebutuhan ruang, kelas X sebanyak 6 rombel masuk siang dan 11 rombel XI dan XII masuk pagi.
Pada tahun ajaran 2016/ 2017 Seluruh siswa mulai masuk pagi dengan adanya penambahan ruang kelas baru sebanyak 4 ruang. Meskipun belum mencukupi jumlah ruang belajar , tetap diupayakan untuk semua masuk pagi dengan menggunakan ruang Guru sebagai ruang kelas dan majelis Guru untuk sementara menempati Ruang labor Ipa.