Năm 2010, UBND tỉnh Yên Bái đã ban hành Quyết định số 1927/QĐ-UBND ngày 17/11/2010 phê duyệt Đề án "Phát triển Trường THPT Chuyên Nguyễn Tất Thành tỉnh Yên Bái, giai đoạn 2010-2015, định hướng đến năm 2020”. Qua 10 năm triển khai thực hiện Đề án, cơ sở vật chất, thiết bị dạy học của Trường THPT Chuyên Nguyễn Tất Thành đã được tăng cường đầu tư; đội ngũ nhà giáo phát triển cả về số lượng và chất lượng; chất lượng giáo dục tăng lên rõ rệt, cơ bản đã đạt được các mục tiêu của Đề án. Chất lượng dạy – học của Trường THPT Chuyên Nguyễn Tất Thành đã có nhiều chuyển biến tích cực, chất lượng học sinh giỏi cấp quốc gia, quốc tế được đánh giá ngang tầm với một số trường THPT chuyên ở khu vực trung du và đồng bằng Bắc bộ.
Bước vào giai đoạn mới, đứng trước yêu cầu của đổi mới căn bản và toàn diện GD&ĐT, Trường THPT chuyên Nguyễn Tắt Thành còn được giao nhiệm vụ giáo dục, tạo nguồn nhân lực chất lượng cao phục vụ sự nghiệp phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh. Để thực hiện điều đó, nhà trường cần khắc phục nhiều hạn chế. Đó là công tác phát triển đội ngũ chưa đáp ứng được yêu cầu nhiệm vụ; chất lượng giáo dục mũi nhọn chưa ổn định; cơ sở vật chất đã được đầu tư khang trang hiện đại, cơ bản đảm bảo công tác dạy và học, tuy nhiên còn thiếu một số hạng mục quan trọng để đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện và hợp tác quốc tế.
Để tạo động lực phát triển cho nhà trường, tại Kỳ họp thứ 20 - HĐND tỉnh khóa XVIII đã thông qua Nghị quyết số 71/NQ-HĐND về một số Đề án phát triển giáo dục và đào tạo, trong đó có Đề án phát triển Trường THPT Chuyên Nguyễn Tất Thành, tỉnh Yên Bái giai đoạn 2021 - 2025. Phát huy hiệu quả cơ sở vật chất, đội ngũ cán bộ, giáo viên của nhà trường, tạo sự liên thông giữa việc phát hiện, bồi dưỡng học sinh giỏi, học sinh có năng khiếu cấp THCS và THPT. Phấn đấu xây dựng nhà trường trở thành trường chất lượng cao trong hệ thống các trường THPT chuyên của cả nước.
Các mục tiêu cụ thể là phấn đấu đến năm 2025, Trường có quy mô 35 lớp, 1.265 học sinh; thí điểm tuyển sinh hệ THCS từ năm học 2021 - 2022 mỗi năm tuyển 2 lớp 6, với 80 HS. Hàng năm có 60% thí sinh dự thi đạt giải HS giỏi quốc gia; có HS tham gia vào đội tuyển quốc gia dự thi Olympic khu vực, quốc tế. Trên 55% giáo viên có trình độ thạc sỹ, có ít nhất 1 giáo viên có trình độ tiến sỹ; 100% giáo viên tiếng Anh có chứng chỉ quốc tế IELTS 6.5 (hoặc chứng chỉ quốc tế tương đương); 70% giáo viên các môn khoa học tự nhiên có khả năng giảng dạy bằng tiếng Anh.
Trường THPT Chuyên Nguyễn Tất Thành nhiều năm nay đã không ngừng đổi mới phương pháp dạy và học. Chất lượng giáo dục toàn diện và giáo dục mũi nhọn từng bước được nâng cao. Kết quả năm học 2019 - 2020 chất lượng giáo dục toàn diện học sinh xếp loại học lực giỏi đạt 68,9%; kết quả thi học sinh giỏi quốc gia từ năm 2010 - 2020, có 195 giải học sinh giỏi quốc gia. Hàng năm 100% học sinh tốt nghiệp THPT, trên 98% học sinh trúng tuyển vào các trường đại học, trong đó 95% đỗ vào các trường đại học có uy tín. Năm 2019, tỷ lệ học sinh đỗ đại học đạt 96,6%, tỷ lệ học sinh được học ở các lớp chất lượng cao là 26%.
