โรงเรียนขอนแก่นวิทยายน จัดการเรียนการสอนแบบสหศึกษา ตั้งแต่ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1-6 โดยแบ่งแผนการเรียน ดังนี้

• ระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนต้น
  • แผนการเรียนปกติ
  • ห้องโครงการส่งเสริมศักยภาพด้านคณิตศาสตร์ วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสิ่งแวดล้อม (GIFTED Education Program (GEP),GIFTED Education And Talented Program(GATE))
  • ห้องโครงการจัดการเรียนการสอนตามหลักสูตรกระทรวงศึกษาธิการเป็นภาษาอังกฤษ (English Program,EP)
• ระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนปลาย
  • กลุ่มการเรียนปกติ
    • กลุ่มการเรียนวิทยาศาสตร์-คณิตศาสตร์
    • กลุ่มการเรียนภาษาศาสตร์-คณิตศาสตร์
  • ห้องโครงการส่งเสริมความสามารถพิเศษทางคณิตศาสตร์(GIFTED Education And Talented Program(GATE))
  • ห้องโครงการส่งเสริมความสามารถพิเศษทางวิทยาศาสตร์(GIFTED Education And Talented Program(GATE))
  • ห้องโครงการจัดการเรียนการสอนตามหลักสูตรกระทรวงศึกษาธิการเป็นภาษาอังกฤษ (English Program)
    • แผนการเรียนเน้นคณิตศาสตร์-วิทยาศาสตร์
    • แผนการเรียนเน้นภาษาต่างประเทศ (อังกฤษ-จีน-ญี่ปุ่น-สเปน-เยอรมัน)

• จำนวนห้องเรียนปีการศึกษา 2561

ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 จำนวน 18 ห้องเรียน

ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 2 จำนวน 16 ห้องเรียน

ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 จำนวน 16 ห้องเรียน

ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 จำนวน 20 ห้องเรียน

ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 จำนวน 20 ห้องเรียน

ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 จำนวน 20 ห้องเรียน