ธงชัย ชิวปรีชา เป็นอดีตผู้อำนวยการโรงเรียนกำเนิดวิทย์ และผู้อำนวยการคนแรกของโรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์ในสถานะองค์การมหาชน เข้ารับตำแหน่งผู้อำนวยการโรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์ตั้งแต่ พ.ศ. 2544 และได้ปฏิบัติงานครบสองวาระในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2552 ก่อนมาบริหารโรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์ เคยดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการสถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) ระหว่างที่อยู่ที่โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์ ได้สร้างโครงการความร่วมมือกับโรงเรียนวิทยาศาสตร์ชั้นนำของโลก ทั้งในเกาหลีใต้ สหรัฐอเมริกา สิงคโปร์ จีน เยอรมนี อิสราเอล อินเดีย และอื่นๆ โดยโครงการที่มีความสำคัญต่อการพัฒนาระบบการศึกษาด้านวิทยาศาสตร์ของประเทศไทยคือ การกระจายระบบการเรียนการสอนโดยหลักสูตรพิเศษที่ใช้เป็นระบบการเรียนการสอนในโรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์ ให้ใช้กับโรงเรียนจุฬาภรณราชวิทยาลัยทั้ง 12 แห่งทั่วประเทศ ซึ่งโครงการในปีแรกเริ่มต้นขึ้นเมื่อ ปีการศึกษา 2551[1]นอกจากนี้ ดร.ธงชัย ชิวปรีชา ยังริเริ่มโครงการแลกเปลี่ยนนักเรียนกับ Partner School ในโรงเรียนวิทยาศาสตร์ทั่วโลกเพื่อแลกเปลี่ยนประสบการณ์นำมาเป็นแนวทางในการเรียนการสอนของโรงเรียน และในอนาคตก็มีความเป็นไปได้ว่าจะมีการปรับระบบการเรียนการสอนไปใช้ในโรงเรียนมัธยมศึกษาทั่วประเทศไทย