โรงเรียนพญาเม็งรายเดิมชื่อโรงเรียนแม่เปาวิทยาคมเป็นโรงเรียนมัธยมศึกษา กรมสามัญ-ศึกษา กระทรวงศึกษาธิการ ตั้งอยู่ที่บ้านสันสะลีก ตำบลแม่เปา อำเภอเทิง จังหวัดเชียงราย(ในขณะนั้น) ปัจจุบันตั้งอยู่ที่เลขที่ ๑๕๙ หมู่ที่ ๑ ตำบลเม็งราย อำเภอพญาเม็งราย จังหวัดเชียงราย มีเนื้อที่ ทั้งหมด ๗๗ไร่ เริ่มเปิดทำการสอนตั้งแต่วันที่ ๒มิถุนายน ๒๕๑๘โดยมีนายนเรศ ฆารไสว ครูใหญ่โรงเรียนบ้านสันสะลีก มารักษาการในตำแหน่งครูใหญ่และได้รับความร่วมมือจากทางอำเภอ ได้จัดครูประถมศึกษาในท้องถิ่นมาช่วยสอนครั้งแรก จำนวน ๔คน วันที่ ๗ กรกฎาคม ๒๕๑๘ ได้ทำพิธีเปิดป้ายอาคารเรียนโรงเรียนแม่เปาวิทยาคม ซึ่งต่อมาในปีการศึกษา ๒๕๔๖ ได้ถือเอาวันนี้เป็นวันเกิดของโรงเรียน โดยใช้ชื่อว่า “วันเจ็ดกรกฎ” มีการวิ่งประเพณีคุ้มพญาขึ้นเป็นครั้งแรก วันที่ ๑ต.ค. ๒๕๑๘กรมสามัญศึกษาได้แต่งตั้งให้ นายประสิทธิ์ สุทธิวารี มาดำรงตำแหน่งครูใหญ่ ต่อมากระทรวงมหาดไทย ได้ยกฐานะตำบลแม่เปา ตำบลแม่ต๋ำ และตำบลไม้ยา ขึ้นเป็นกิ่งอำเภอพญาเม็งราย โรงเรียนแม่เปาวิทยาคม จึงได้เปลี่ยนชื่อเป็นโรงเรียนพญาเม็งราย ตั้งแต่วันที่ ๒๒มิถุนายน ๒๕๒๔เป็นต้นมา ปีการศึกษา ๒๕๒๖ โรงเรียนเข้าโครงการ โรงเรียนมัธยมเพื่อพัฒนาชนบท (ม.พ.ช. ๒รุ่นที่ ๑) ปีการศึกษา ๒๕๓๑ โรงเรียนเข้าโครงการขยายโอกาสทางการศึกษาระดับมัธยมศึกษาตอนต้น (ค.อมต.สศ.) ปีการศึกษา ๒๕๓๒ เปิดสอนระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย ปีการศึกษา ๒๕๓๘โรงเรียนเข้าโครงการโรงเรียนเพื่อพัฒนาคุณภาพชีวิตและสังคม (รพชส.) ปีการศึกษา ๒๕๔๖ กระทรวงศึกษาธิการยุบ กรมสามัญศึกษา สำนักงานคณะกรรมการการประถมศึกษาแห่งชาติ สำนักงานคณะกรรมการการศึกษาเอกชนรวมกัน เป็นสำนักงานการศึกษาขั้นพื้นฐาน โดยแบ่งออกเป็นเขตพื้นที่การศึกษา ซึ่งโรงเรียนพญาเม็งรายได้สังกัด สำนักงานเขตพื้นที่การศึกษาเชียงราย เขต ๔ตั้งแต่วันที่ ๗กรกฎาคม ๒๕๔๖และได้สังกัดสำนักงานเขตพื้นที่การศึกษามัธยมศึกษาเขต ๓๖ (เชียงราย – พะเยา) ตั้งแต่วันที่ ๒๓ กรกฎาคม ๒๕๕๓ เป็นต้นมา