เมื่อ พ.ศ 2479 นายอุ่นเรือน ฟองศรี ศึกษาธิการอำเภอเมืองพะเยา ไดัริเริ่มให้มีการสร้างโรงเรียนมัธยมศึกษาแห่งแรกขึ้นเป็นโรงเรียนแรกในเขตเมืองพะเยา โดยอาศัยร่วมเรียนกับโรงเรียนประชาบาล พะเยาประชานุกูล มีนักเรียนเริ่มเรียนครั้งแรก 30 คน โดยมีนายเชื้อ นนทวาสี เป็นครูประจำชั้นและ รักษาการแทนตำแหน่งครูใหญ่ ต่อมาในปี พ.ศ 2480 จังหวัดได้ส่งนายสมัคร สิทธิเลิศ มาเป็นครูใหญ่ ประจำปีที่ 2 และในปี 2481 จังหวัดได้ส่งนายมนู ยอดปัญญา มาดำรงตำแหน่งครูประจำปีที่ 3 และ เป็นครูใหญ่ด้วย

ในปี 2482 โรงเรียนได้งบ 5000 บาท จึงสร้างอาคารเรียนแยกจากพะเยาประชานุกูล มาตั้งที่ ณ ป่าไร่สวนของเอกชนประตูชัย และได้ย้ายมาเรียนเมื่อวันที่ 17 พฤษภาคม 2482 โรงเรียนพะเยาพิทยาคมเป็นอาคารหลังเดียวตลอดมา จากนั้นปี 2488 ได้สร้างอาคารหลังที่สองขึ้น ด้วยเงินบริจาคแต่เกิดสงครามก่อนในปี 2484 จึงหยุดแล้วเริ่มสร้างใหม่ในปี 2488 เรื่อยๆจนเสร็จในปี 2494 โรงเรียนได้เงินจากกระทรวงศีกษาธิการ สร้างบ้านพักครูหนึ่งหลังและกันฝาชั้นล่างอาคารทั้งสองหลัง และได้เปิดสอนไปจนถึงชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6

ในปี 2495-2497 ได้สร้างโรงอาหาร ถังเก็บน้ำโรงรถ โต๊ะอาหารจำนวน 100 ชุดและที่ขายอาหาร โดยได้เงินสนับสนุนจากผู้ปกครอง ศิษย์เก่า พ่อค้า ประชาชน

พ.ศ. 2501 ได้รับเงินบริจาคจากผู้ปกรองสร้างห้องสมุดหนึ่งหลัง

พ.ศ. 2502 ได้รับงบประมาณสร้างอาคาร044หนึ่งหลัง

พ.ศ. 2513-2514 ได้ประกาศรวมกับโรงเรียนสตรีพะเยากับโรงเรียนพะเยาจึงเปลี่ยนชื่อเป็น "โรงเรียนพะเยาพิทยาคม" ซึ่งได้รับงบประมาณสร้างอาคารเรียนแบบ216หนึ่งหลังและสร้างโรงอาหารหนึ่งหลัง

พ.ศ. 2514 ได้รับงบประมาณสร้างโรงฝึกงานสองหลัง

พ.ศ. 2515 ได้รับงบประมาณสร้างโรงฝึกงานเกษตรหนึ่งหลัง

พ.ศ. 2518 ได้รับงบประมาณสร้างอาคารเรียนแบบ216หนึ่งหลัง

พ.ศ. 2521 ได้รับการคัดเลือกให้เข้าอยู่ในโครงการพัฒนาโรงเรียนมัธยมส่วนภูมิภาค (ค.ม.ภ)รุ่นที่สอง และได้รับความตามหลักสูตรของ (ค.ม.ส) ตั้งแต่ปีการศึกษา 2521ดังนี้ - โรงเรียนได้รับงบประมาณก่อสร้างอาคารแบบ332 (ตามโครงการ ค.ม.ภ)- โรงเรียนได้รับงบประมาณก่อสร้างโรงฝึกงาน3หลัง พ.ศ. 2532 ทางโรงเรียนได้รับงบประมาณก่อสร้างอาคารเรียนแบบ424หนึ่งหลัง

พ.ศ. 2539 โรงเรียนกำลังได้รับเงินงบประมาณก่อสร้างอาคารเอนกประสงค์หนึ่งหลัง และโรงฝึกพลศึกษาหนึ่งหลัง