二十中学的教学楼建于1921年,当时此地为奉天女子中学,后改为浪速女子中学(中山路在日占时期叫浪速通)。建筑具有典型的日本明治、大正时期的特征。学校校本部位于沈阳市中心中山广场东侧,北五马路48号。占地面积3.5万平方米,建筑面积3万平方米,有普通教室30个,7个理、化、生实验室,2个电子计算机专用教室,2个多媒体语音教室,2个外语专业教室,此外还有演播厅、电化阶梯教室、音美综合室、音像室、卫生室、教师资料室等。图书馆藏书7万册,大型阅览室可同时容纳200名学生阅读。运动场、游泳池、体育馆占地万余平方米,学生宿舍2000平方米。1995年学校投资2500万元在离城45公里,沈丹高速公路东侧建立了国内所普通中学的自然分校。分校占地面积近800亩,建筑面积达13000平方米,主要用于高三年级封闭教学。
学校教学成绩斐然,高考上线率一直稳居全省同类重点中学前列。2000年高考上线率文理科分别为97.87%、98.78%,文理科重点上线分别为68人和250人,占72.34%和76.22%;2001年高考上线率文理科分别为96.92%、98.3%,文理科重点上线分别为29人和226人,占44.62%和63.66%。
学校建立了专项奖励基金和助学基金,对学生和家庭生活特殊困难学生实行奖励或免费教育。 学校现有200余名教职工,师资力量雄厚,管理严格,教风校风严谨。学校遵循邓小平同志“三个面向”的指示,提出有自己特色的培养目标和人才规格。几年来学校多次被评为市、区先进单位,精神文明先进学校,红旗学校,学校的社会信誉不断提高。
由于上级对学校的调整,二十中学的2011届特班将成为一届6年一贯制的学生。“特班”这个名词将逐渐走入历史。
以后的二十中学将仅承担高中教学任务。同时由于二十中学不享受上级的教育拨款,故二十的学生在入学时需缴纳8000元/年的费用(公费生除外),每学期学费公费生300元,自费生约为一百多元。二十中学的分校位于苏家屯区的前陡村东2公里,高三学生每月须缴纳600元左右的费用,此地距沈阳市二环有40公里左右的路程,交通并非很方便。是借用原市中小学生素质训练基地的旧址兴建的,建于1999年,2004-2005年扩建,现在又在继续扩建。与和平区委党校毗邻。