國立臺南女子高級中學的校地現址在日治時期為日人就讀的「臺南第一高等女學校」，1917年先以「兩廣會館」做臨時校舍，後遷校到「桶盤淺」現址，學校也獨立成「臺灣總督府臺南高等女學校」。校名幾經更迭，歷經「臺南州立臺南高等女學校」（1921年）、「臺南州立第一高等女學校」（1922年）。二戰後，一高女改稱「南二女」，而二高女（招收台灣人子弟）改稱「南一女」。1947年，南一女、南二女合併並更名為「臺灣省立臺南女子中學」，簡稱「省南女」，1970年易名為「臺灣省立臺南女子高級中學」。2000年配合「精省」政策，省立高中改隸國立，奉令改名為「國立臺南女子高級中學」。