โรงเรียนนนทบุรีวิทยาลัย เดิมชื่อว่า โรงเรียนมัธยมวัดเพลง สาขาโรงเรียนรัตนาธิเบศร์ ก่อตั้งเมื่อพุทธศักราช 2534 บนพื้นที่เช่าจากวัดเพลง จำนวน 5 ไร่ 83 ตารางวา เพื่อสนองนโยบายการขยายโอกาสทางการศึกษาเปิดดำเนินการสอนในระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนต้นซึ่งได้รับการสนับสนุนจากหลวงพ่อครูบาศรีนวล ธมฺมาวุโธ เจ้าอาวาสวัดเพลง โดยให้ใช้ศาลาวัดเป็นอาคารเรียนชั่วคราวจัดการเรียนการสอน วันที่ 4 ตุลาคม พ.ศ. 2536 กระทรวงศึกษาธิการได้ประกาศจัดตั้งเป็นโรงเรียนเอกเทศชื่อว่า โรงเรียนมัธยมวัดเพลง นนทบุรี สังกัดกรมสามัญศึกษา ปีการศึกษา 2538 เปิดทำการสอนในระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนปลายและได้รับงบประมาณในการก่อสร้างอาคารเรียนแบบพิเศษ 7 ชั้น
วันที่ 1 ตุลาคม พ.ศ. 2551 โรงเรียนมัธยมวัดเพลงนนทบุรี ได้ถ่ายโอนมาสังกัดองค์การบริหารส่วนจังหวัดนนทบุรี วันที่ 16 พฤษภาคม พ.ศ. 2556 เปลี่ยนชื่อโรงเรียนจากมัธยมวัดเพลง นนทบุรี เป็น “โรงเรียนนนทบุรีวิทยาลัย” และได้ย้ายมาทำการ ณ อาคารหลังใหม่ เลขที่ ๕๔/๕ ถนนราชพฤกษ์ หมู่ ๑ ตำบล อ้อมเกร็ด อำเภอปากเกร็ด จังหวัดนนทบุรี