蒙陰縣桃墟中學創辦于1958年,原名為“蒙陰三中”,當年招收了屆初中三個班共150人。1959年修建岸堤水庫,1960年建成并開始積水,學校先后搬遷到南桃墟、魏城,借用民房和供銷社的草棚上課。1961年庫水消退,學校搬回原址。到1962年夏,學校再度被淹停辦,三到五級的100多名學生,大部分轉入一中和五中插班就讀,少數年齡較大的學生回家務農。到1964年春,重建三中,就是現在的校址。
從1988年更名為“蒙陰縣桃墟鄉中學”;從1993年學校更名為“蒙陰縣桃墟鎮中心中學”;從1996年學校更名為“蒙陰縣桃墟中學”。
近年來,學校以科學發展觀總攬全局,以“培養可持續發展的學生,造就可持續勝任的教師,創辦可持續攀高的學校,實施可持續提升的教育”為目標,落實“從嚴治校,嚴謹治學,以人為本,和諧發展”的辦學理念,堅持教育改革,突出有效教學,強化服務功能,著力特色創建,以全面提高教育教學質量為目的,推動了我校素質教育工作健康快速地發展。學校先后被評為:“臨沂市電化教學試點學校”、“臨沂市電化教育先進單位”、“蒙陰縣教育教學督導評估先進單位”、“蒙陰縣學校管理先進單位”、“蒙陰縣教育教學工作先進單位”、“蒙陰縣職教工作先進單位”、多次被評為“蒙陰縣文明單位”。