三水区拥有多所优质高中，其中三水中学作为百年名校，以广东省国家级示范高中、广东省一级学校、广东省绿色学校等荣誉闻名。

佛山市三水实验中学也是三水区的亮点学校，成立于1999年，被评为区一级学校、市一级学校、广东省绿色学校等，并荣获广东省国家级示范性普通高中、广东省普通高中教学水平优秀学校称号。

三水华侨中学成立于1985年，作为全日制高级中学和广东省一级学校，为学生提供高质量的教育。

中山大学附属中学三水实验学校则成立于2006年，坐落在风景如画的佛山市三水区南山镇，被赋予“广东香格里拉”、“十里水果长廊”的美誉。学校面积450多亩，建筑面积近10万平方米，环境宜人，空气清新，树木葱茏，鸟语花香，2007年被评为“全国生态环境保护教育示范学校”，是理想的教育环境。