이러한 호은(湖隱) 김홍빈 선생의 유지를 받들어 1946년 개교한 제주여고,
1945년 10월 동문통(당시 제주읍 일도리 1078번지, 현재 동초등학교 남쪽)의 부지 1500평, 건물 70평을 매입하고 교사(校舍)를 마련하였다. 도내 유지인 홍순녕씨를 교장으로 모시고, 교사(敎師) 4명, 1학년 2학년 각각 1학급 90명의 학생을 1946. 2. 10. 제주고등여학교로 출발하였다. 미군정 하의 학제 개편으로 1947년 5월 12일 제주여자초급중학교로 정식 설립인가를 받고, 제주여자학원 재단 설립 인가도 받았다.

1951년 3월 교육법 개정으로 기간 학제가 6-3-3-4제로 바뀌면서 제주도에 인문계 고등학교의 필요성이 제기되었다.
이에 따라 1951년 8월 31일자로 제주여자고등학교 6개 학급 설립 인가를 받고, 9월 25일 정식 개교 및 입학식을 가졌다.

6.25 당시 동문통 교사(校舍)가 육군 조병창으로 징발되면서, 삼성혈 천막교사로 이주하여 개교식을 가졌고, 실제 수업은 운주당 터의 고수선씨 집(일도 2동 1109번지)에서 시작되었다. 이러한 피난 수업은 1953년 5월경까지 약 1년간 계속되었다.당시 피난 온 연세대 교수 장지영 선생에게 교가를 의뢰하여, 장지영 선생 작사, 그 제자인 변훈 선생 작곡의 교가가 탄생하였다.교사(校舍) 징발 이후 교사 이전 문제가 제기되어 이도리 1618번지(현 KAL호텔 자리)에 교사를 신축하기 시작하였으나, 재정상의 이유 등으로 1967년에야 겨우 완공되었다.

그리고 1968년 7월 15일 중학교 무시험 진학제 등의 입시제도 개편에 따른 강력한 중고 분리 지시에 따라 1973년 중학교와 고등학교가 완전히 분리되었다. 이 기간 동안 호은 선생의 여덟 자제로 구성된 이사진 내의 불화와 재단 재정 악화로 학원 유지가 어려워지자, 1966년 8월 재일동포인 김평진 이사장이 제주여자학원을 인수하였다.

그리고 1972년 6월 24일, 제주시 아라동 2360번지 10,250평 부지로 당시로선 최고의 현대식 시설을 갖춘 건물을 지어 학교를 이전하였다 이후 1995년 김화남 이사장이 취임하였고, 1997년 제2도서실과 다목적실 준공, 1999년 학교 전산화와 인터넷 설비 구축, 1999년 급식소인 평화관 개관, 2001년 운동장 시설 개선 등 제주여고에는 많은 발전이 있었다.2000년 9월 25일, 제주여고를 국가에 헌납 - 즉, 공립화하겠다는 이사장의 발표가 있은 후, 재학생, 교직원, 동문들이 제주여고가 50년 전통의 사학으로 남기를 바란다는 의견을 적극적으로 개진하여 이사장에게 재고를 요청하였다. 다행이 이 청원은 받아들여졌고, 이러한 일련의 일로 인해 재학생 및 동문들, 교직원들의 애교심과 학교에 대한 애착심이 고취되었다. 그리고 현재까지 제주여고는 명문 사학으로 거듭나기 위해 한층 더 노력하고 있다.