5 октября 1901 года уполномоченные Сочинского городского управления приняли решение обратиться к Министерству народного просвещения с ходатайством об открытии среднего учебного заведения в городе.
4 сентября 1906 года в Сочи начала работу прогимназия, включавшая в себя приготовительный, первый и второй классы (всего 41 ученик). В дальнейшем количество классов увеличивалось. Однако здание для занятий было предоставлено временно.
1 февраля 1907 года, по просьбе генерал-адъютанта графа И. И. Воронцова-Дашкова, Николай II разрешил временное (на два года) совместное обучение мальчиков и девочек в мужской гимназии до открытия женской гимназии. Это стало первым в стране казенным учебным заведением с совместным обучением.
С января 1914 года на улице Московской (ныне Орджоникидзе) началось строительство трехэтажного доходного дома для Ермолова по проекту инженера А. А. Иона. Статский советник согласился изменить проект и передать здание в аренду гимназии, в которой он активно участвовал.
В апреле 1918 года в Сочи вошли войска Красной армии, установив Советскую власть. 1 октября 1920 года в бывшем здании гимназии открылась средняя школа № 1, положив начало истории лицея.
Во время войны в здании школы № 1 была организована вечерняя школа для молодежи, лишенной возможности продолжить среднее образование. Занятия проходили в третью смену, пять дней в неделю, по четыре академических часа. С началом войны многие учителя-мужчины были призваны в армию, и педагогический коллектив состоял преимущественно из женщин.
В 1943–1944 годах, согласно постановлению Совета Народных Комиссаров СССР, в школах Сочи, включая школу № 1, было введено раздельное обучение мальчиков и девочек. Ученики активно участвовали в помощи фронту: собирали металлолом, лекарственные и целебные растения, проводили концерты для раненых, собирали деньги на подарки фронтовикам.
В 1951 году средней школе № 1 было присвоено имя И. В. Сталина. В школе издавалась газета «Смена», работал кружок судостроения.
По мере роста города увеличивалось количество учеников. 1 сентября 1961 года в школу пришло 976 учащихся, а в педагогическом коллективе работало 44 преподавателя, из которых 10 были выпускниками этой школы. Директор Любовь Федотовна Потапенко обращалась в городской исполком с просьбой увеличить учебные площади. В результате на южном склоне Лысой Горы началось строительство нового здания для школы № 1.
1 сентября 1962 года новое здание открыло свои двери для учеников и педагогов, сохранив лучшие традиции предшественницы. Однако из-за появления новой лингвистической школы в Центральном районе, школа № 1 стала первой и единственной школой в городе Сочи. Несмотря на это, школа № 22 быстро зарекомендовала себя как одно из лучших образовательных учреждений города благодаря высококвалифицированным педагогам и инновационным программам обучения.
При школе имелась оранжерея, где педагог-биолог Петр Тимофеевич Чичканов проводил педагогическую и научную работу. На территории школы также находился пруд с золотыми рыбками.
Стадион при школе способствовал развитию легкоатлетических навыков учащихся, что позволило им достигать высоких результатов на соревнованиях. Второй этаж здания был превращен в музей спортивной славы школы.
В 70–80-е годы XX века в рамках государственной программы строительства жилья для трудящихся началась активная застройка микрорайона Светлана, что привело к увеличению числа учеников. Наполняемость классов достигала 45 и более человек. В 1978 году была построена пристройка, где разместились кабинеты начальной школы, иностранных языков, библиотека и мастерские трудового обучения.
Новый коллектив школы № 22 возглавил директор Любовь Федотовна Потапенко, которую позже сменила Валентина Петровна Приходько, руководившая школой до 1988 года. В этот период был сформирован профессиональный педагогический коллектив. С 1987 по 2007 год директором была Татьяна Викторовна Ершова, которая сумела поддержать высокий уровень учебного заведения. В 2008 году школе № 22 был присвоен статус физико-математического лицея.
Лицей № 22 за годы своей работы подготовил множество талантливых выпускников, ставших известными гражданами страны. Среди них — Ольга Николаевна Медведева, начальник Управления по образованию и науке г. Сочи, Ирина Михайловна Бадаян, занимавшая этот пост ранее, главный гемотолог Краснодарского края В. В. Лебедев, заслуженный врач РФ Ю. П. Бачманова. Лицей активно участвует в образовательных проектах и конкурсах, укрепляя свою репутацию как одного из лидеров в области образования в Сочи.