Keberadaan SMK Negeri 3 Tegal, yang menempati bangunan peninggalan Belanda, mempunyai sejarah pendirian yang cukup panjang.
Hal ini dapat dilihat dari arsip-arsip administrasi yang menegaskan, bahwa lokasi ini tercatat pertama kali, atau tepatnya tanggal 25 Agustus 1956 berdiri  Sekolah Teknik (ST) Negeri 1 Tegal.
Sekolah Teknik yang setingkat SMP tiga tahun, menempati areal seluas 11.860 mdi Jalan Gajah Mada No. 72D Tegal.
Berlangsung sampai tahun ajaran 1992/1993, karena sejak tahun ajaran 1993/1994 status sekolah ini berubah menjadi Sekolah Menengah Pertama (SMP)  Negeri 16 Tegal, sambil menghabiskan kelas II dan III ST Negeri 1 Tegal.
Sekolah umum hanya berlangsung selama dua tahun ajaran, yaitu dari tahun ajaran 1993/1994 sampai tahun 1994/1995. Sejak tahun ajaran 1995/1996 SMP Negeri 16 Tegal yang diharapkan lulusannya meneruskan ke jenjang SMA, SMP ini diberi tambahan PPK, menjadi SLTP 16 PPK yang berarti SMP Penyelenggara Pendidikan Keterampilan. Atau dengan kata lain pendidikan SMP yang diberikan tambahan materi minor keterampilan. Hal ini tentu hampir sama seperti ketika sekolah ini masih sebagai ST Negeri 1 Tegal. SLTP dengan tambahan program keterampilan ini, ternyata juga tidak berjalan lama, karena hanya sampai pada penerimaan siswa baru pada tahun ajaran 2000/2001. Pada penerimaan siswa baru tahun ajaran 2001/2002, disamping terus menghabiskan kelas yang tersisa., sekolah ini telah berubah menjadi SMK Negeri 3 Tegal kelompok Teknologi Industri.
Hal ini tentu tidak terlepas dari euforia otonomi daerah, yang memungkinkan setiap daerah bisa mengelola suatu sekolah tertentu. Sehingga Departemen Pendidikan Nasional dalam hal ini Direktorat Dikmenjur, melakukan studi kelayakan atas penyelenggaraan pendidikan di SLTP 16 Tegal yang “notabene” adalah bekas ST, SMP dan SLTP PPK. Dengan lokasi sekolah di Jl. Gajahmada no. 72D Tegal menjadi Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) Negeri 3 Tegal.
VISI
Mewujudkan SMK N 3 Tegal Sebagai Lembaga Pendidikan Kejuruan  Yang Menghasilkan Sumber Daya Manusia Berkualitas, Profesional Dibidangnya, Yang Berstandar Internasional Serta Bertakwa Kepada Tuhan Yang Maha Esa.
MISI
1.     Membentuk Fisik, Sikap Mental Dan Disiplin Yang Tangguh Sebagai Tenaga Yang Profesional
2.     Mengoptimalkan Pengelolaan Sekolah Secara Profesional
3.     Meningkatkan Pelaksanaan Pendidikan Sistem Ganda
4.     Menerapkan Pemelajaran Berbasis Kompetensi
5.     Menerapkan Kompetensi Berstandar Internasional
6.     Menerapkan Penyelenggaraan Sekolah Berwawasan Lingkungan
7.     Mengembangkan Iklim Belajar Yang Berakar Dari Nilai Budaya Bangsa Indonesia
MOTO :
SATU TEKAD UNTUK PELANGGAN
 SMK NEGERI 3 TEGAL:
PELAYANAN TERBAIK YANG BERKESINAMBUNGAN
 MOTO LAYANAN :
SATU TEKAD UNTUK PELANGGAN
SMK NEGERI 3 TEGAL:
PELAYANAN TERBAIK YANG BERKESINAMBUNGAN
 
JANJI LAYANAN :
MELAKSANAKAN KEBIJAKAN UNTUK PENDIDIKAN SEUTUHNYA DAN MENINGKATKAN KUALIATAS PENDIDIKAN SELURUHNYA.
 
PROGRAM PENDIDIKAN
Sekolah Menengah Kejuruan Negeri 3 Tegal melaksanakan program pendidikan yang meliputi 9 (sembilan) kompetensi keahlian :
 1.     Kompetensi desain Pemodelan dan Informasi Bangunan
2.     Kompetensi Keahlian Teknik Audio Video
3.     Kompetensi Keahlian Teknik Kendaraan Ringan
4.     Kompetensi Keahlian Teknik Bisnis dan Sepeda Motor
5.     Kompetensi Keahlian Teknik Permesinan
6.     Kompetensi Keahlian Nautika Kapal Penangkap Ikan
7.     Kompetensi Keahlian Teknika Kapal Penangkap Ikan
8.     Kompetensi Keahlian Komputer Multimedia
9.     Kompetensi Keahlian Teknik Komputer dan Jaringan