Началото си училището води от 1915/1916 година, когато към прогимназията в града се открива четвърти гимназиален клас. През следващите години се откриват пети и шести класове, но все още към прогимназията, с едни и същи учители, с едно и също ръководство. Това съвместно съществуване продължава до учебната 1922/1923 година, когато поради липса на помещения гимназиалните класове се отделят от прогимназията в сградата на първоначалното училище „Св.св. Кирил и Методий”и заживяват като самостоятелно учебно заведение – непълна гимназия.
През 1924 г. излиза първият випуск на непълната гимназия. Важен положителен момент в развитието на училището са годините 1937 и 1938, когато с помощта на родитeлите и цялото гражданство се издига втори етаж на училищната сграда и най-после желанието на троянци се осъществява – откриват се едновременно седми и осми класове, открива се Пълна смесена гимназия. През 1939г. излиза първият випуск на Пълната гимназия.
От 1938 до 1943г. Пълната смесена гимназия носи наименованието “Кирил и Методий”. През есента на 1943г., по предложение на учителския съвет, гимназията приема за патрон името на Васил Левски. Троянските гимназисти с ентусиазъм са участвали при строежа на ж.п. линията Ловеч – Троян. През 1961 г. се поставя първата копка за нова сграда на местността Кръста.
През учебната 1964/1965 г. гимназията се премества в нова сграда – сегашната сграда на училището. Новите класни стаи и кабинети, обзаведени със съвременни тогава учебно-технически средства, спомагат за издигане на по-високо ниво на учебно възпитателния процес. В следващите години училището укрепва и се утвърждава като едно от водещите в окръга и страната. Доказателство за това е и удостояването на гимназията с Народен орден на труда /бронзов/ през 1966г. по случай 50-годишнината от основаването на училището и орден “Кирил и Методий” – II степен през 1969г.
Много от възпитаниците на гимназията стават изтъкнати учени, видни обществени и културни дейци: акад. Ангел Балевски, проф. Никола Шипковенски - медик, проф. Найден Чакъров - педагог, проф. Христо Браилски – медик, проф. Игнат Пенков – географ, проф. Дамян Данчев – фармацевт, проф. Стефан Шошков – медик, проф. Стефан Цоневски – философ, проф. Иван Димовски – математик, проф. Цанко Стойчев – биолог, проф. Пенчо Радковски – икономист, проф. Доко Доков – юрист, проф. Стойко Попов – филиософ, проф. Дочо Шошков - вет. медицина, проф. Иван Дочев - техн. науки, проф. Лиляна Трифонова - педиатър, проф. Марко Семов - социолог, проф. Минко Мондешки - медик, проф. Минко Памукчиев - икономист, проф. Пенчо Петрушев - математик, проф. Христо Дудевски - литератор, проф. Христо Сираков - лесоъд, проф. Цачо Цачев - техн. науки и редица други. Възпитаници на гимназията са и: поетът Хр. Радевски, лит. критик Минко Николов, артистите: Аня Пенчева, Лиляна Кисьова, Минко Босев, Н. Борджиев и др., кинорежисьорът Дочо Боджаков и много други...
През учебната 1984/1985г. гимназията се трансформира в Единно средно политехническо училище /ЕСПУ/ с УПК “Васил Левски” с обучение на ученици от IV до XI клас. През учебната 1990/1991г. училището става Средно общообразователно училище и от 1993/1994г. започва прием на ученици в начален курс.
От началото на учебната 1994/1995г. в училището започва прием след VII клас в хуманитарна паралелка “Български език и литература с интензивно изучаване на английски език”, а през следващата година – с немски език.
През учебната 1995/1996 г. училището отговаря на потребностите на бизнеса в региона като започва подготовка на квалифицирани кадри в сферата на туризма и хотелиерството. Началото се поставя с прием и в паралелка с предпрофесионална подготовка по специалността “Хотелиерство”, след това - “Екскурзоводство”, през учебната 2000/2001 година предпрофесионалната подготовка прераства в професионална по специалност “Мениджмънт в хотелиерството”, по-късно преобразувана в„Организация на хотелиерството”. От 2006 година училището е член на Асоциация на училищата по ресторантьорство и хотелиерство в България /АУРХБ/.
Поставя се началото и на профилирано обучение в сферата на информатиката и информационните технологии през 1999/2000 г. с паралелка прием след VІІІ клас в профил „Природоматематически” по специалност „Информатика. От учебната 2007/2008 г. започва обучение в профил „Технологичен”- „Туризъм”. През 2007 г. е открит нов спортен комплекс, а през 2009 г. е извършено цялостно саниране на сградата и изграждане на газово стопанство. Училището не спира да се развива, подобрява се материалната база и инфраструктурата, създават се все по-добри условия за обучение в кабинети, оборудвани с модерна техника.
През 2010/2011 г. започва обучение в нови паралелки, прием след VII клас:
* профил „Чуждоезиков” Английски и Испански език - училището става член на престижната Асоциация на кеймбридж училищата в България.
* профил „Природоматематически” - информационни технологии с интензивно изучаване на английски език.
От 2011/2012 г. започва прием в две нови паралелки след V клас: с разширено изучаване на БЕЛ и английски език и с разширено изучаване на математика и информационни технологии.
Почти един век СОУ “Васил Левски” образова и възпитава троянските деца. Независимо чие име е носило училището през годините, то е поддържало стремежа към усъвършенстване любознателността и българския дух у младите хора.
Училището продължава да е едно от предпочитаните учебни заведения в общината с доказалите своята перспективност профили. Традиция е учениците от училището да се класират на призови места в национални конкурси, състезания и олимпиади. Чуждоезиковото обучение доказва своите възможности – по избор могат да се изучават пет европейски езика. Двайсет и първият век изисква ново мислене, но и вглеждне в традицията, това е част от образователната политика на СОУ “Васил Левски”.
Обликът на училището се характеризира със съчетаване на общообразователната непрофилирана с профилирана подготовка. Профилите – “Чуждоезиков” и “Природоматематически” се определят като предпочитани от учениците от цялата Община. Професионалното обучение създаде условия за утвърждаване на специалността “Организация на хотелиерството”. Стабилното и качествено родноезиково и чуждоезиково обучение са отличителни черти на СОУ “Васил Левски” - Троян.