Conform Ordinului numărul 572 din 3 iulie 1963 al Ministerului Învăţământului se aprobă înfiinţarea Şcolii Medii numărul 2 din oraşul Oneşti.

Şcoala Medie nr. 2 se desprinde din Şcoala Medie nr. 1 prin repartizarea unor clase şi profesori spre a funcţiona în localul din strada Perchiului nr. 4 cu un număr de 26 de clase de elevi. În următorii ani Şcoala Medie nr. 2 va primi numele de Liceul Teoretic nr. 2.

Cu profilul real-umanist cu care a pornit, liceul a funcţionat timp de 10 ani până la data de 20 februarie 1973 când se hotăra: ''Se constituie GRUPUL ŞCOLAR ENERGETIC din municipiul Gheorghe Gheorghiu-Dej prin transformarea Liceului Teoretic nr. 2''. În noua ipostază liceul va funcţiona cu un număr de 32 de clase şi cu un efectiv total de 1107 elevi. Aceştia vor fi repartizaţi astfel:

Liceul Teoretic: -16 clase curs de zi

-12 clase curs seral

Liceu Industrial:-2 clase curs de zi

-1 clasă curs seral

-1 clasă şcoală profesională.

Pe măsură ce scade numărul claselor din Liceul Teoretic, în anii care urmează, creşte numărul claselor de Liceu Industrial.  Cu acest profil şcoala fucţionează până în anul 1991, când în urma solicitării din partea corpului profesoral, Ministerul Învăţământului prin Ordinul numărul 6440 din 21 iunie1991 hotărăşte revenirea la statutul de liceu teoretic cu denumirea stabilită de acelaşi corp profesoral de LICEUL TEORETIC ''DIMITRIE CANTEMIR'' în amintirea marelui erudit, cărturar şi voievod moldovean.

În prezent, liceul funcţionează cu 27 de clase din care:

-6 clase profil umanist (bilingv, engleză intensiv);

-21 clase profil real (matematică-fizică, matematică- fizică cu engleză intensiv, informatică, chimie-biologie, fizică-chimie, finanţe-contabilitate), cu un efectiv total de 716 de elevi de liceu şi un număr de 43 de cadre didactice.