โรงเรียนกาวิละวิทยาลัย ตั้งขึ้นตามประกาศกระทรวงศึกษาธิการ  ลงวันที่ 16 มีนาคม 2521 เป็นโรงเรียนมัธยมศึกษาประจำจังหวัดแห่งที่  ๓ ของจังหวัดเชียงใหม่ ที่ดินดังกล่าวเดิมเป็นที่ดินของทหารบกจังหวัดเชียงใหม่ นางสวาท  รัตนวราห (ต่อมาเป็นคุณหญิง)  ผู้อำนวยการโรงเรียนวัฒโนทัยพายัพ ได้รับมอบหมายจากกองมัธยมศึกษา กรมสามัญศึกษา กระทรวงศึกษาธิการ ให้เป็นตัวแทนเจรจาขอที่ดินดังกล่าวจาก พลตรีจวน  วรรณรัตน์ ผู้บังคับการจังหวัดทหารบกเชียงใหม่ยกที่ดินดังกล่าวให้กรมสามัญศึกษา กระทรวงศึกษาธิการในปี 2518 เพื่อยืมใช้เป็นที่ก่อสร้างโรงเรียนมัธยมศึกษาแห่งที่ 3 กรมสามัญศึกษาได้กำหนดผังโรงเรียนเสนอกรมธนารักษ์ในปี 2519

สำหรับชื่อโรงเรียนนั้นเดิมกองการมัธยมศึกษา กรมสามัญศึกษาจะให้เรียกว่า "โรงเรียนวัฒโนทัยพายัพ ๒" แต่นางสวาท  รัตนวราห ผู้ดำเนินการติดต่อประสานงาน จนกระทั่งก่อตั้งโรงเรียนเป็นผลสำเร็จ มีความประสงค์จะให้ ครู - อาจารย์ และผู้บริหารชุดแรก มีความภาคภูมิใจในการสร้างโรงเรียนใหม่แห่งนี้ จึงเสนอขอให้ตั้งชื่อว่า "โรงเรียนกาวิละวิทยาลัย" ตามพระนามของพระเจ้ากาวิละ การที่ผู้เสนอชื่อโรงเรียนเลือกเอาพระนามของพระเจ้ากาวิละ ผู้ครองนครเชียงใหม่ และเป็นต้นตระกูล ณ เชียงใหม่ มาเป็นชื่อโรงเรียนเพราะมีความเห็นว่าโรงเรียนนี้เป็นโรงเรียนประจำจังหวัดเชียงใหม่ จึงควรได้รับชื่อจากบุคคลสำคัญที่สุดของจังหวัดเชียงใหม่ ทั้งนี้เพื่อจะได้รับทุนบำรุงจากชาวเชียงใหม่อย่างเต็มภาคภูมิใจ ประกอบกับผู้ที่ยกที่ดินให้คือทหารบกจังหวัดเชียงใหม่ ซึ่งตั้งอยู่ในค่ายกาวิละ และได้รับฉันทานุมัติจากเจ้าพงษ์อินทร์ ณ เชียงใหม่ หัวหน้าเจ้านายฝ่ายเหนือด้วย

โรงเรียนกาวิละวิทยาลัย เปิดทำการสอนครั้งแรกในวันที่ 22 พฤษภาคม 2521 โดยยังไม่ได้งบประมาณใด ๆ ทั้งสิ้น จึงต้องขออาศัยสถานที่เรียนสองแห่ง คือ ชั้น ม.ศ. ๑ จำนวน ๔ ห้องเรียนที่โรงเรียนคำเที่ยงอนุสรณ์ ชั้น ม.๑ จำนวน ๔ ห้องเรียนที่โรงเรียนวัดท่าสะต๋อย

ต่อมาได้รับงบประมาณถมที่ดินเพื่อสร้างถนน อาคารเรียนชั่วคราว 10 ห้องเรียน บ้านพักครู 2 หลัง บ้านพักภารโรง 1 หลัง และห้องส้วม 2 หลัง 16 ห้อง เมื่อสร้างเสร็จจึงย้ายนักเรียนทั้งหมดออกมา ณ ที่ตั้งโรงเรียนปัจจุบัน[3]