1939-11-18 švietimo ministro L. Bistro įsakymu B. Nr. 63 įsteigta ir vadinamoji Vilniaus Kunigaikštienės Birutės valstybinė mergaičių gimnazija.
1940 m. rudenį Kunigaikštienės Birutės gimnazija pavadinta Vilniaus II vidurine mokykla.
1946 m. S. Nėries gimimo metinių proga mokyklai suteiktas šios poetės vardas. Nuo tada II vidurinė mokykla vadinama Vilniaus Salomėjos Nėries vidurine mokykla. 1954 m. mokykla perorganizuojama į mišrią vidurinę mokyklą.
1961 metais mokykloje pradedamas sustiprintas anglų kalbos mokymas nuo I klasės.
1994-11-22 kreiptasi į Vilniaus m. valdybos Švietimo ir jaunimo reikalų švietimo skyrių dėl gimnazijos klasių steigimo ir tarpininkavimo Gimnazijų taryboje
Lietuvos Respublikos švietimo ir mokslo ministerijos kolegijos 1995-06-22 nutarimu Nr.26 nuo 1995-09-01 suteiktas pirmųjų gimnazijos klasių statusas konkurso būdu sukomplektuotoms devintosioms klasėms (humanitarinio profilio).
Nuo 1997 m. siekiama gimnazijos statuso.
Lietuvos švietimo ir mokslo ministro K. Platelio įsakymu 1999-06-11 Nr.760 mokyklai suteiktas gimnazijos statusas (humanitarinio profilio).
Vilniaus miesto tarybos 2000-02-11 sprendimo Nr.512 3 punktu Vilniaus Salomėjos Nėries vidurinė mokykla reorganizuota į Vilniaus Salomėjos Nėries gimnaziją su pirmosios, antrosios ir trečiosios pakopos bendrojo lavinimo skyriumi. Vadovaujantis Lietuvos Respublikos švietimo įstatymo 33 str. Vilniaus apskrities viršininko administracija įregistravo Vilniaus Salomėjos Nėries gimnaziją, įregistravimo pažymėjimas A Nr.000319.
2000-09-30 kreiptasi į Vilniaus miesto savivaldybės Švietimo skyrių prašant įgyvendinti antrąjį (realinį) profilį. Lietuvos Respublikos švietimo ir mokslo ministro 2001 m. birželio 8 d. įsakymu Nr.963 „Dėl antrojo profilio teikimo“ suteiktas realinis profilis humanitarinio profilio gimnazijai.
2002 m. balandžio 10 d. įsteigta Vilniaus Vytės Nemunėlio pradinė mokykla Vilniaus Salomėjos Nėries gimnazijos bendrojo skyriaus pirmosios pakopos pagrindu (1–4 kl.)
2003 m. žurnalo „Veidas“ duomenimis, Lietuvos gimnazijų ir vidurinių mokyklų reitinge – tarp 100 geriausiųjų – Salomėjos Nėries gimnazija 14, o Vilniaus mieste –3.
Nuo 2004 metų rugsėjo pirmosios dienos tęsiant mokyklų tinklo pertvarką, nebekomplektuojamos penktosios klasės, o nuo 2005 – 09 – 01 nekomplektuojamos šeštosios ir t.t.
2005 m. gimnaziją iš 86 abiturientų baigė 85, o pakviestų studijuoti pagal pirmą pasirinktą specialybę – net 50 buvusių auklėtinių, t.y. 57,47 proc. baigusiųjų. Pagal gimnazijų ir mokyklų reitingą, skelbtą anksčiau minėto žurnalo, Lietuvos mastu gimnazija 6 – oje, Vilniaus mieste 2 –oje vietoje. 2005 metų spalio 28 dieną gimnazija šventė 90 –ąjį jubiliejų.
2006 m. gimnaziją baigė 112 abiturientų.
2007–2008 m.m. gimnazija vykdė kelis socializacijos projektus: respublikinį – „7 įgūdžiai per 7 dienas“ (vadovė O.Baumilienė), gabių vaikų ir jaunimo ugdymo projektas „Da Vinčio dirbtuvės“ (mokytoja R. Krikščionaitienė, dir. pavaduotoja Jolita Marcinkevičienė), vaikų socializacijos projektas „Aukime kartu“ (mokytojos Jurga Dzikaitė ir Jurga Deveikytė), vaikų socializacijos projektas „Stovyklauk sveikai ir saugiai“ (soc. pedagogė Jovita Račienė). Gimnazijos kieme įrengta futbolo aikštė.
2009 m. pradėta įgyvendinti projekto „Energijos vartojimo efektyvumo didinimo Vilniaus Salomėjos Nėries gimnazijoje 1 –oji dalis: apšiltintas ir perdažytas pastatas, atlikti stogo renovacijos darbai, pakeisti langai, vamzdynai.
2010m. tęsiama pastato renovacija: „Elektros instaliacijos ir apšvietimo darbai“, sukurtos papildomos darbo vietos mokytojams, restauruoti bibliotekos ir dalies kabinetų baldai.
Iš „Mokyklų tobulinimo programos plius“ projekto „Technologijų, menų ir gamtos mokslų mokymo infrastruktūros“ lėšų dalis gimnazijos kabinetų aprūpinti šiuolaikiškomis mokymo priemonėmis, pažangia technologine įranga.
2011 m. išleista didžiausia gimnazijos istorijoje 94 –oji abiturientų laida – 203 mokiniai. Tai paskutinė abiturientų laida, kurios dalis nuo pirmosios klasės mokėsi Salomėjos Nėries gimnazijoje.
