โรงเรียนโรงเรียนธัญบุรี ทำการเรียนการสอนในระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนต้นและตอนปลาย มีการจัดชั้นเรียนแบบ 12-12-12/12-12-12 (ระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนต้น จำนวน 12 ห้องเรียน และระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนปลาย ชั้นละ 12 ห้องเรียน) มีจำนวนนักเรียนทั้งหมด 2,816 คน แบ่งเป็น 2 ระดับชั้น ดังนี้

ระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนต้น มีทั้งหมด 12 ห้องเรียน รวมทั้งระดับชั้น 1,472 คน แบ่งเป็น

• ห้องเรียนโครงการจัดการเรียนการสอน ตามหลักสูตรกระทรวงศึกษาธิการ เป็นภาษาอังกฤษ (English Program) จำนวน 1ห้องเรียนต่อระดับชั้น ห้องละ 30 คน (เลขห้อง 1)
• ห้องเรียนโครงการจัดการเรียนการสอน หลักสูตรความเป็นเลิศคณิตศาสตร์ และวิทยาศาสตร์ (Gifted Program) จำนวน 2 ห้องเรียนต่อระดับชั้น ห้องละ 36 คน (เลขห้อง 2-3)
• ห้องเรียนปกติ มีจำนวน 10 ห้องเรียนต่อระดับชั้น ห้องละ 50 คน (เลขห้อง 4-12) [2]

ระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนปลาย มีทั้งหมด 12 ห้องเรียน รวมทั้งระดับชั้น 1,374 คน ซึ่งจะมีการแยกเป็นแผนการเรียนต่าง ๆ แบ่งเป็น

• แผนการเรียนภาษาอังกฤษ-ภาษาฝรั่งเศส จำนวน 1 ห้องเรียนต่อระดับชั้น ห้องละ 50 คน (เลขห้อง 1)
• แผนการเรียนภาษาอังกฤษ-ภาษาจีน จำนวน 1 ห้องเรียนต่อระดับชั้น ห้องละ 50 คน (เลขห้อง 2)
• แผนการเรียนภาษาอังกฤษ-ภาษาไทย-สังคมศึกษา จำนวน 1 ห้องเรียนต่อระดับชั้น ห้องละ 50 คน (เลขห้อง 3)
• แผนการเรียนภาษาอังกฤษ-คณิตศาสตร์ จำนวน 3 ห้องเรียนต่อระดับชั้น ห้องละ 50 คน (เลขห้อง 4-5-6)
• แผนการเรียนวิทยาศาสตร์-คณิตศาสตร์-คอมพิวเตอร์ จำนวน 1 ห้องเรียนต่อระดับชั้น ห้องละ 50 คน (เลขห้อง 7)
• แผนการเรียนวิทยาศาสตร์-คณิตศาสตร์ จำนวน 2 ห้องเรียนต่อระดับชั้น ห้องละ 50 คน (เลขห้อง 8-9)
• ห้องเรียนโครงการวิทยาศาสตร์ นวัตกรรมและเทคโนโลยี (MOU) จำนวน 1 ห้องเรียนต่อระดับชั้น ห้องละ 36 คน (เลขห้อง 10)
• ห้องเรียนโครงการความเป็นเลิศ คณิตศาสตร์ วิทยาศาสตร์และภาษาอังกฤษ (Intensive Program) จำนวน 1 ห้องเรียนต่อระดับชั้น ห้องละ 36 คน (เลขห้อง 11)
• ห้องเรียนโครงการความเป็นเลิศทางด้าน

คณิตศาสตร์และภาษาอังกฤษ(Intensive Program)จำนวน1ห้องเรียนต่อระดับชั้นห้องละ34คน(เลขห้อง12)