โรงเรียนกัลยาณวัตร มีเนื้อที่ทั้งหมด 19 ไร่ 1 งาน 99.6 ตารางวา ตั้งขึ้นเมื่อ 9 สิงหาคม ปีพ.ศ. 2463 ครั้งแรกชื่อว่า โรงเรียนสตรีประจำอำเภอพระลับ เปิดสอนชั้นประถมปีที่ 1 -3 โดยใช้บ้านพักหลังที่ 2 ของคุณหญิงพิศาลสารเกษตร (เสงี่ยม คชเสนีย์) ภรรยาพระยาพิศาลสารเกษตร (พร พิมพสุต) ผู้ว่าราชการจังหวัดขอนแก่นสมัยนั้น เป็นสถานที่จัดการเรียนการสอน และคุณหญิงพิศาลสารเกษตรเป็นผู้ให้การอุปการะ มีนางสาวยื้น ปัญจะ เป็นครูใหญ่ (ทำการ) และมีคณะคุณครูอีกจำนวน 5 คน ได้แก่ นางสาวขำ เฟื่องเพ็ชร์ นางสาวทองสุข เกษคุปต์ นางสาวเลื่อน อุปฮาด นางสาวตุ่น สุริยเฮ้า และนางสาวสง โยทองยศ

ปี พ.ศ. 2468 ทางราชการส่งเสริมให้มีการจัดตั้งโรงเรียนประถมตามตำบลและอำเภอต่างๆ หลวงราษฎร์ธุรกิจ (โสฬส อินทรกำแหง) ได้ทำการขอจัดตั้งโรงเรียนประถมศึกษาขึ้นในที่ดินสวนหลวง  (โรงเรียนกัลยาณวัตร ปัจจุบัน) ให้ชื่อว่าโรงเรียนประชาบาล ตำบลพระลับ 5 (สวนหลวง) เปิดสอนเมื่อวันที่ 5 ตุลาคม พ.ศ. 2474 มีครูจำนวน 5 คน ครูชาย 3 คน และครูสตรี 2 คน มีนักเรียนทั้งหมดเป็นชาย จำนวน 15 คน

ปี พ.ศ. 2475 ทางราชการได้ย้ายโรงเรียนสตรีประจำอำเภอพระลับมาที่สวนหลวง ให้นักเรียนหญิง มาเรียนรวมกันที่โรงเรียนประชาบาล ตำบลพระลับ 5 (สวนหลวง) ที่มีอยู่เดิม แล้วเปลี่ยนชื่อเป็นโรงเรียนสตรีประจำอำเภอพระลับ 2 (สวนหลวง) ขณะเดียวกันก็ย้ายนักเรียนชายไปเรียนที่โรงเรียนประจำอำเภอพระลับ (สนามบิน)

ปี พ.ศ. 2479 กระทรวงธรรมการ (กระทรวงศึกษาธิการ) ได้ยกฐานะโรงเรียนสตรีประจำอำเภอพระลับ 2 (สวนหลวง) เป็นโรงเรียนสตรีประจำจังหวัดขอนแก่น

ปี พ.ศ. 2483 เปลี่ยนชื่อเป็นโรงเรียนสตรีขอนแก่นกัลยาณวัตร ซึ่ง “กัลยาณวัตร” มีความหมายว่า การประพฤติ ปฏิบัติตัวในทางที่ดี

ปี พ.ศ. 2510 เปลี่ยนชื่อเป็นโรงเรียนกัลยาณวัตร เปิดสอนถึงระดับมัธยมศึกษาตอนปลายและรับนักเรียนชายเข้าเรียนด้วย

ปี พ.ศ. 2530 เปิดรับนักเรียนชายในระดับชั้นมัธยมศึกษาต้น

ปัจจุบันโรงเรียนกัลยาณวัตร เป็นโรงเรียนสหศึกษา ประเภทโรงเรียนมัธยมศึกษาขนาดใหญ่พิเศษ เปิดสอนตามหลักสูตรกระทรวงศึกษาธิการ และได้รับการคัดเลือกเข้าโครงการโรงเรียนมาตรฐานสากล จัดชั้นเรียน 81 ห้องเรียน (12-12-12/15-15-15)