Навчальний заклад засновано 1968 року. У 1992 році він отримав статус навчального закладу нового типу. Профілі навчання: економічний, біолого-фізичний, біотехнологічний, інформаційно-технологічний.
Серед 35 педагогів гімназії 16 учителів вищої категорії, 11 – першої категорії, 11 мають педагогічні звання, 3 педагоги нагороджено знаком «Відмінник освіти України». Щороку вчителі гімназії стають лауреатами обласного етапу Всеукраїнського конкурсу «Учитель року», практичний психолог гімназії є лауреатом обласного етапу Всеукраїнського конкурсу «Кращий працівник психологічної служби системи освіти».
Первомайська гімназія № 3 – інноваційний заклад міста, який є освітнім і культурним центром формування інтелектуального потенціалу України. Навчально-виховний процес зорієнтовано на створення індивідуальної траєкторії розвитку кожного вихованця. Гімназистам пропонується понад 20 спецкурсів, курсів за вибором, факультативів, гуртків. Для формування економічної компетентності учнів години варіативної складової використано для поглибленого вивчення економіки в 2 – 11 класах.
Науково-методична проблема гімназії: «Поліпшення організації навчально-пізнавальної діяльності обдарованих і здібних учнів через мотивацію педагога, як умову зростання професійної компетентності».
Тема експериментально-дослідної роботи на регіональному рівні: «Підвищення рівня мотивації професійної діяльності вчителя, як необхідної передумови становлення дитячої обдарованості».
Тема експериментально-дослідної роботи на міському рівні: «Впровадження рейтингової системи контролю та оцінювання навчальних досягнень учнів старшої школи Первомайської гімназії № 3».
Протягом останніх п’яти років узагальнено ефективний педагогічний досвід 7 вчителів гімназії. Серед них заслуговує на увагу досвід учителя економіки Сударєвої О.С. з теми «Формування предметних компетентностей на уроках економіки шляхом впровадження особистісно орієнтованого навчання» та вчителя початкових класів Байдакової Ю.С. з теми «Шляхи соціалізації учнів класів розвивального навчання початкової школи у навчально-виховному процесі».
З метою стимулювання обдарованої молоді, педагогів-новаторів у гімназії засновані грошові премії переможцям конкурсів «Кращий учень місяця», «Учень року», «Клас року», «Вчитель року», «Класний керівник року».
Гімназія – переможець обласного конкурсу «Школа року – 2008» у номінації «Організація профільного навчання в старшій школі», переможець Всеукраїнського конкурсу на кращу модель учнівського самоврядування (2002), переможець ІІ (обласного) етапу Всеукраїнського конкурсу-захисту сучасної моделі навчального закладу – Школа сприяння здоров’ю (2006), лауреат у номінації «Презентабельність експозиції» першої регіональної відкритої виставки-конкурсу «Гімназія: новітня філософія освіти» (2005), лауреат ХІІ обласної тематичної відкритої виставки ефективного педагогічного досвіду «Організація роботи з обдарованими учнями», переможець ХІІІ обласної тематичної відкритої виставки ефективного педагогічного досвіду «Розкриття творчого потенціалу в реалізації програми розвитку навчального закладу: переможці та лауреати обласного конкурсу «Школа року», лауреат Всеукраїнського конкурсу «Заступник директора загальноосвітнього навчального закладу» у номінації «Заступник директора з виховної роботи гімназій, ліцеїв, коледжів» (2010).
| 
