На базе средней школы №3, которая была открыта в августе 1940 года, в 2003 году был создан Теоретический Лицей имени Д. Кантемира. Первым директором лицея стал А.П.Чебану.
В 2014 году эстафету главы администрации приняла бывшая ученица и действующий завуч лицея Светлана Сергеевна Шерепера.
За время своего существования школа пережила несколько преобразований и переездов. В разные годы школой руководили замечательные, умные, образованные директора, имена которых хранятся в Книге памяти школьного музея. Это первый директор школы Меделян П.А , затем Супрун И. А., Мироненко О.Ю., Вакуленко М.П., Котлов А.А., Покровский М.В., Кынева Р.И., Пупкова Н.Г. Здание бывшей румынской женской гимназии было переименовано в школу-семилетку, затем разрушенная после землетрясения восьмилетняя школа , переехав в другое здание , была преобразована в среднюю. В школе работало более ста учителей и училось около полутора тысячи учащихся в две смены. Школой было выпущено десятки учеников, которые получили золотые и серебряные медали.
Среди выпускников есть политические деятели, композиторы, писатели, поэты, художники, врачи, инженеры, банкиры, певцы. летчики, военные, музыканты, краснодеревщики, предприниматели, дизайнеры, конструкторы и даже участница Евровидения.
Среди наших выпускников есть знаменитые люди:
Фрэнк Александр - физик-атомщик,
Светлана Стрезева – певица и актриса,
Леонид Нузбрах – писатель,
Ольга Цира - певица, телеведущая канала СТС и др.
Многие учащиеся повторили героический путь учителей и стали прекрасными педагогами и психологами. Некоторые из них работали или работают в нашем лицее. Выпускников нашей школы можно встретить на всех континентах и во многих странах Земли.