1978年，神木县城仅有神木中学1所高级中学，神木二中附设两个高中班（1992年撤销）。2000年开始，县上在4年的时间内先后修建了第四中学、第六中学和第七中学3所高级中学。到2004年，全县高中发展为4所。2005年，神木第四中学被命名为陕西省标准化高中。2010年，神木第七中学被命名为陕西省标准化高中。2011年，神木中学晋升为陕西省示范高中。
神木县在陕西省内率先构建覆盖城乡、惠及全民的教育发展体系，打造学习型社会，普及十二年义务教育。2008年3月，县委、县政府决定在全县范围内实行十二年免费教育。全县义务教育由“两免一补”提高到“五免一补”[4]，建立高中阶段学生助学金制度，确保家庭困难的高中生完成学业。
2009年8月起，神木的初中毕业生除神木中学、神木四中、神木六中和神木七中等4所高级中学以及神木职业技术教育中心设立的两个普通高中班录取外，其余学生全部由神木职业技术教育中心录取，并根据学生本人的学习兴趣，分别进行幼教、护士、机电等专业的职业教育。真正实现家长不拿一分钱，孩子上完十二年学。
实行十二年免费教育，减轻了学生家长的经济负担，调动了广大青少年的学习积极性，提升了神木县的教育水平，为神木选拔培养了一大批刻苦钻研、富有创造力的人才。(www.xing528.com)
1997年至2004年，神木中学在全国普通高校招生考试中，二本上线人数均居榆林全市各中学之首，连续8年夺得榆林全市各重点中学第1名。先后有80多名学生考入清华、北大等国内名牌高校。其中1999年，参加高考应届高中毕业生683名，有558名学生达到高考录取分数线，录取率为81.7％。2002年，在全市高考文史、理工和外语3科前3名中，神木中学有5人入围，外语类包揽了前3名。2004年，二本上线人数达897人。2011年，全县参加高考的应届高中毕业生为5248名，高考录取4314名，录取率为82.2％。
神木第四中学在2003年首次参加高考中，全校参加高考学生共1013人，总上线人数986人，上线率达97.5％，本科总上线人数为305人，教育质量和高考升学率跃居榆林全市高级中学前列。
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