Історія КЗ «Вінницький ліцей № 34» розпочалася у 1990 році. У травні   з’явилося оголошення у Вінницьких газетах про відкриття нової школи, почався підбір вчительських кадрів та набір учнівської молоді. 15 травня 1990 року наказом Вінницького управління освіти директором майбутньої середньої школи був призначений Волосенко Іван Дмитрович.

   Навчальний заклад став першим Національним гуманітарним ліцеєм, створеним під егідою обласного об’єднаного товариства «Просвіта». У ліцейних класах школи, крім основних предметів, поглиблено вивчалися всесвітня історія та історія України, народознавство та краєзнавство, етика та естетика, історія культури і мистецтва України, історія релігії та вільнодумства, виразне читання і культура мовлення. У ліцейних класах  школи працювали також викладачі Вінницького державного педагогічного університету імені Михайла Коцюбинського – Ю.І.Поп., А.К.Лисий, Б.А. Буяльський, викладачі Вінницького національного технічного університету   Л.В.Філонов, О.Ярмоленко, директор Вінницького центру дитячого та юнацького туризму В.Ю.Резник.

У 1993 році у школі відкрилися класи з поглибленим вивченням математики і фізики, було укладено договір з ВНТУ про пільговий вступ  випускників школи до навчального закладу. У цьому ж році також відкрився клас з поглибленим вивченням хімії та біології. Практично 80% випускників школи цього напряму працюють сьогодні у медичних закладах міста і країни.

   У 1992 році в історії школи з’явилися перших 18 випускників та золота медалістка Волосенко Олена. У  1995 році школа випустила  перших ліцеїстів.

   У школі вирувала також гурткова робота. Учні краєзнавчого гуртка у 1995 році зайняли перше місце у міському конкурсі краєзнавців і були нагороджені тижневою поїздкою до Києва, де відвідали головні музеї столиці, театр імені І.Франка («Енеїда» І.Котляревського), Байкове кладовище, Києво-Могилянську академію, в якій згодом навчалися троє випускників. У 1995 році розпочала творчу діяльність перша шкільна команда КВК під керівництвом вчителя фізики Творуна Віктора Тимофійовича. Згодом випускники поповнили лави членів КВК політехнічного університету.

   У 1995 році школа відзначила свій перший ювілей:

   У 1998 році школа пройшла свою першу атестацію та отримала вищу кваліфікаційну категорію. За короткий період школа отримала визнання та зайняла гідне місце серед освітніх закладів міста. Учні школи отримували перемоги на Всеукраїнських олімпіадах, турнірах, конкурсах. 

   У 2002 році заступник директора, вчитель математики Збожинська Тетяна Станіславівна вивела математиків на міжнародний рівень – про Вінницю та школу №34 почув Париж. У 2005 році команда школи виборола перше місце в інтелектуальній грі КРОКС та поїхала на Всеукраїнський турнір й зайняла 2 місце. Того ж року у школі пройшов фінал 20-того Міжнародного чемпіонату з розв’язування логічних математичних задач.

2002 рік Париж, Міжнародний чемпіонат з розв’язування