Училището е създадено през 1990 г. като експериментално (151 СОУПИ - Средно общообразователно училище с профилиране по интереси) от Авторски екип за педагогическо проектиране и реализация. През учебната 2002-2003 г. със заповед на Министъра на образованието и науката училището е преобразувано в Национално средно общообразователно училище София (НСОУ София). Иновационният модел на училището включва за първи път в страната Педагогическа, Психологическа и Информационна служби и електронна обработка на училищната документация. Възпитателната дейност е поверена на педагог-съветници. Впоследствие са създадени Фитнес център, Център за дейности по интереси и Психологическа корекционна група за деца с обучителни и поведенчески проблеми.
От създаването му до днес в НСОУ София се реализират утвърдени от МОН авторски учебни програми и планове по следните профили: Право, Публична администрация, Административно и стопанско управление, Организация на туризма, Програмни продукти и системи, Издателски дейности и масови комуникации, Здраве и екология, Моден дизайн, Художествен текстил, Художествена керамика, Дизайн на интериора, Аудиовизия, Театър. Като лектори по профилните дисциплини са привличани утвърдени университетски преподаватели, действащи съдии, прокурори и адвокати, известни творци. Проектирането и реализирането на педагогическата дейност в училището е основано на съвременни научнотеоретически положения, характерни за образователните постижения на световната образователна практика и стратегия.
Много са възпитаниците, с чиито постижения училището се гордее:
• Вилма Стоянова- І награда в националния конкурс Международни награди за мода Смирноф;
• Ивет Лалова - най-бързата бяла жена в света;
• Дафинка Костова – утвърдена водеща на здравното предаване на телевизия ББТ;
• Алекс Раева – певица и моден дизайнер;
• Людмила Ковачева – многократна световна шампионка по спортна акробатика;
• Димитър Грудев – Председател на Club Yong Scientists;
• Атанас Михайлов – Наско – група Up Down, телевизионен водещ;
• Венцислав Игнатов – Председател на Централен полицейски таекуон-до клуб;
• Мария Димитрова – Републиканска шампионка за юноши по тенис на корт;
• Борис Малинов – Победител в Първата национална олимпиада по История и цивилизация (7 клас) и др.
НСУ София успешно си партнира с училища от редица европейски държави в програма Коменски по проект на тема “Информационни технологии в съвременното европейско образование.
