Pirmosios žinios apie mokyklą randamos vyskupo Zinkevičiaus sinodo aprašyme.

 1782 m. vienuoliai įkuria ir išlaiko mokyklą, kurią tuo metu lankė 6 vaikai.

1804 m. mokyklą lankė 5 mokiniai, 1805 m. – 8 mokiniai, jokių žinių apie dėstomus dalykus, mokytojus neišliko.

1821 m. mokyklą lankė 17 mokinių, jie buvo mokomi pradinio mokslo – rašymo, skaitymo, katekizmo. Mokytojavo Tadas Hrechorovičius, baigęs Dotnuvos mokyklos 4 klases.Vėlesniais laikais, klebonaujant kunigui J.Ulasevičiui, buvo išlaikoma prieglauda ir pradžios mokykla.

1828 m. mokėsi 34 mokiniai (30 berniukų, 4 mergaitės).

1853 m. mokykloje mokėsi 26 mokiniai.

1862 m. prasideda valstybinės pradžios mokyklos istorija. Pumpėnuose pradėjo veikti trimetė mokykla, įkurta tipiniame, jai skirtame pastate. Tais metais mokykloje mokėsi 30 mokinių.

1899m. šią mokyklą baigė žymusis skulptorius Juozas Zikaras.

1864 - 1905 m. mokykloje mokoma tuomet privaloma - rusų kalba (ši kalba išsilaikė iki 1907 m.)

1904 - 1914 m. dirbo mokytojas Vasilijus Dovydovas – rusas iš Gegobrastos kaimo.

1907 m. leidinyje "Vilniaus Žinios" paskelbta, kad Pumpėnų mokykloje dirbs mokytojas A.Zubrys, kuris mokys lietuvių kalbos.

 1907 m. į Pumpėnus atvyksta jauna 20-metė mokytoja Anelė Urbonaitė – čia ji pasilieka 5 dešimtmečius. A.Urbonaitė mokė lietuvių ir rusų kalbų. Tai buvo pirmoji lietuvė mokytoja, kuri mokė mokykloje. Ji buvo aktyvi visuomenininkė, lietuviško žodžio skleidėja, liaudies švietėja. 

  1914 -1915 m. vokiečiams okupavus Lietuvą, prasidėjus Pirmajam pasauliniam karui, mokykla paverčiama ligonine.

1918-1919 m. Pumpėnuose buvo dviklasė pradinė mokykla. Mokytojavo dvi mokytojos: A.Urbonaitė ir V.Požėlaitė.

1922 m. atidaryta trečioji pradinės mokyklos klasė, pradėjo veikti vakariniai kursai suaugusiems. Kursus lankė 16 vyrų, 4 moterys. Įkurta biblioteka, kurios fondas – 43 knygos mokytojams, 70 knygų mokiniams.

1932 m. atidaryta 4-oji mokyklos klasė.

Tarpukario Lietuvoje mokykla iškelta į privatų Tamulionio namą, tuo tarpu mokykloje veikė teismas, valsčiaus raštinė. Čia gyveno valsčiaus raštininkas ir mokytojas. Mokykla perorganizuota į 6 skyrių mokyklą, kurią baigė būsimasis kino operatorius Petras Abukevičius. Mokykloje mokėsi apie 160 mokinių. Vedėju dirbo K.Lapienis.

1945 m. atidaryta progimnazija. Mokėsi 110 mokinių. Mokykloje dirbo: K.Lapienis, V.Steponavičius, A.Urbonaitė, S.Kiaušaitė, K.Grudzinskienė, M.Gailiūnienė, P.Šiškaitė.

1945 m. vadovaujant mokytojui P.Šileikai,  miestelio centre pasodintas parkas; vėliau, vadovaujant tam pačiam mokytojui, pasodintos prie mokyklos augančios liepos.

1951 m. – vidurinės mokyklos įsteigimo metai.

1952 m. mokyklai pradeda vadovauti K.Skardžius. Pradėtas statyti mokyklos priestatas. 1953 m. statybos užbaigtos.

1955 m. išleista pirmoji 32 abiturientų laida.

1965 m. mokyklai pradeda vadovauti Julius Venclovas, dirbęs iki 1977 m.

Nuo 1978 iki 1980 m. mokyklai vadovavo S. Dičmonas.

Nuo 1980 iki 1985 m. mokyklos direktorius Jonas Domkus.

1985 m. mokyklai pradeda vadovauti Emilija Mikšienė, direktore dirbusi iki 2002 m.

Nuo 2002 m. mokyklos direktorius Alvydas Matuzevičius.

1970 m. mokykla persikėlė į  naujas patalpas. Prie senosios mokyklos pastatytas baltų plytų priestatas.

1980 m. mokėsi daugiausiai mokinių – 434.

1994 m. mažiausiai – 204 mokiniai.

2014 m. įsteigtas Kalno ikimokyklinio ugdymo skyrius.

2015 m. sausio 1 d. vidurinė mokykla tampa gimnazija. 2015 m. rugsėjo 1 d. pradedama vykdyti ikimokyklinio ugdymo programa.

2015 m. mokykla išleido 60-ąją abiturientų laidą.

2018 m. rugsėjo 1 d. prijungiamas Mikoliškio ikimokyklinio ugdymo skyrius.

Daugiau kaip 1300 mokinių Pumpėnų mokykloje įgijo vidurinį išsilavinimą.