Der Unterricht im Gebäude des heutigen Rhön-Gymnasiums begann am 1. September 1980. Von September 1990 bis August 1991 vollzog sich der Wandel der zehnklassigen Polytechnischen Oberschule Kaltensundheim zum Thüringischen Rhön-Gymnasium, der von vielen kontroversen Diskussionen begleitet wurde. Insbesondere dem Engagement des langjährigen Schulleiters U.Schramm und seinem Team, die die Umwandlung konsequent geplant und vorbereitet hatten, ist es zu verdanken, dass gymnasiale Bildung in der Rhön etabliert wurde. Am 31.08.1991 startete der Unterricht am Thüringischen Rhön-Gymnasium im Dreiländereck Thüringen-Bayern-Hessen mit Schülern aus zwei Landkreisen, was sich bis heute nicht verändert hat. Das Einzugsgebiet erstreckte sich teilweise auch bis Bayern und Hessen, heute lernen 570 Kinder aus 13 Thüringer Grundschulen des Landkreises Schmalkalden-Meiningen und des Wartburgkreises, die aus mehr als 50 Ortschaften kommen, am Rhön-Gymnasium.

Die  moderne, offene und zukunftsorientierte Schule auf dem Land im Biosphärenreservat Rhön fokussiert  ihr Arbeit im sozialen, ökologischen und sprachlichen Bereich, was die  Zertifikate „Umweltschule in Europa“, „Leseschule“, „Ausbildungsschule“, „Europaschule“, „Eigenverantwortliche Schule“, „Schule mit Herz“ u.a. belegen. Seit mehreren Jahren rückt die Entwicklung der Medienkompetenz im digitalen Zeitalter in den Mittelpunkt des Lehren und Lernens. Der Titel „Smartschool“, den die digitale Pilotschule bisher als einzige Schule in Thüringen verliehen bekam, zeugt von der erfolgreichen Arbeit in diesem Bereich.