בתקופת תדמור הוחלפה "שיטת מגמות הלימוד" שחייבה מקבצי מקצועות קבועים ל"שיטת צירופי המקצועות", שיטה המאפשרת בחירה חופשית רחבה של צירופים מכלל מקצועות הלימוד. בין היתר התאפשרה הרחבה של מקצועות לימוד נוספים כגון מדעי המחשב, אמנות, לימודי המזרח התיכון, תקשורת ומחשבת ישראל.
בתחום התרומה לחברה המשיך תדמור ביתר שאת את פרויקט הרפורמה שהחל בתקופתו של שפירא. בית הספר קלט בראשית שנות ה-2000, מאות תלמידים נוספים בקטגוריה זו מעולי ברית המועצות, מבלי לגבות מהם שכר לימוד, כמעשה ציוני-חברתי. עם זאת, בוטלה חלוקת תלמידי הרפורמה להקבצות, להוציא קבוצה אחת אשר כללה תלמידים בעלי צרכים מיוחדים, שהיו זקוקים לטיפול מעמיק יותר.
בתחום הפעילות בקהילת בית-הספר פעל תדמור, לראשונה בתולדות בית הספר, לקיום תהליך ליצירת "אני מאמין" מעודכן ומפורט לבית הספר, תוך שיתוף הצוות החינוכי, נציגי הורים ובוגרים. הוא גם הקים את "צוות כיוונים", שכלל את כל צוותי החינוך העל-יסודי, קבוצת מורים מקצועיים ותלמידים מהחטיבה העליונה שנבחרו על ידי חבריהם. צוות כיוונים היה למסגרת של שיח בקרב מורים ובין מורים ותלמידים בנושאים חשובים אשר היו להם השלכה על כלל החיים בבית-הספר.
בשנת 1996 סיים תדמור את תפקידו, על רקע ביקורת קשה מצד הורי התלמידים, בנושאים כספיים וניהוליים. במקומו מונה רון כתרי, בוגר בית הספר למנהל הכללי של בית הספר. בתקופת כהונתו נערכו שינויים במבנה הניהולי של בית הספר, טופח מערך המחשוב, והושם דגש על עקרונות השיתוף, השקיפות והפתיחות.
בשנת 2000 מונה רון כתרי לתפקיד דובר צה"ל, בדרגת תא"ל. במקומו מונתה למנהלת הכללית נילי אלדר, אשר נותרה בתפקידה שנה אחת בלבד. עד לחזרתו של רון כתרי לתפקיד המנהל, ביולי 2002, איישו את התפקיד שני הסמנכ"לים שפרה גורדון ויצחק שלו-שלבי.
לאחר ההצלחה שנחל "ריאליגן" - גן ילדים לגילאי 5–6 בסניף של כיתות היסוד באחוזה, בסוף שנת 2007 החלה בנייתו של אשכול הגנים הירוק של "ריאליגן", סניף גן נוסף של בית הספר. אשכול גני "ריאליגן" נבנה בקמפוס בית בירם, בקרבת החטיבה העליונה של הריאלי, וכולל שלושה גנים לגילאי 3–6. בספטמבר 2008 נפתחה שנת הלימודים הראשונה של גני הילדים באשכול הגנים. העיקרון המנחה של אשכול הגנים הירוק בבית בירם הוא חינוך אקולוגי - חינוך הילדים למחזור פסולת, לחיסכון באנרגיה ובמשאבים ולטיפוח הטבע.
לקראת שנת 2012 הושלמו עבודות פיתוח נרחבות בקמפוס בית בירם וברחבי הסניפים האחרים. העבודות כללו בנייה של סביבות למידה מתקדמות ומתוקשבות, חדרים למורים וחדרי שיחה לקבוצות החניכה. סביבות למידה אלו נדרשות כדי לתמוך ב"מארג", תוכנית הפיתוח הפדגוגית שפותחה בבית הספר על ידי הסמנכ"ל לפדגוגיה, גדעון טרן, שהחלה לפעול בהדרגה כבר משנת 2009.
לקראת סוף שנת 2012, בחג החנוכה, ציין בית הספר מאה שנים לייסודו. בטקס רב משתתפים צוינה הפתיחה לשנת המאה במעמד נשיא המדינה, שמעון פרס. במסגרת האירועים לציון יובל המאה, נפתח מהלך שנקרא "הריאלי בשביל ישראל", ובמסגרתו מטיילת / צועדת כל קהילת בית הספר: תלמידים, מורים, בוגרים, עובדי מנהלה, הורים וכדומה, לכל אורך שביל ישראל במהלך מאה ימים. ביוני 2013 חגג בית הספר את שנת המאה שלו בחגיגה רבת משתתפים שכללה את בוגרי בית הספר, תלמידיו, מוריו ועוד מבקרים רבים, באצטדיון קריית אליעזר.
לאחר שנת ה-100 לייסודו של בית הספר ועד ימינו.
בינואר 2014 פרש רון כתרי. במקומו מונה למנהל הכללי ד"ר יוסי בן-דב, בוגר בית הספר במחזור מ"ט, שכיהן קודם לכן כחבר בוועד המנהל ובחבר הנאמנים (הדירקטוריון) של בית הספר.
בספטמבר 2014 נפתחה בחטיבה העליונה מגמת הנדסת מערכות, בעזרת תרומה מקרן סטף ורטהיימר. בית הספר הריאלי נבחר על ידי משרד החינוך, יחד עם גימנסיה הרצליה בתל אביב, להיות בית-ספר מדגים של נושא הטכנולוגיה בבתי-ספר עיוניים. בספטמבר 2015 נפתחה קבוצת הרובוטיקה הראשונה של בית הספר הריאלי, המשתתפת בתחרות FIRST העולמית. הקבוצה, גלקסיה 5987, זכתה בשנה הראשונה לפעילותה בפרס ה-Rookie All Star (פרס הניתן לקבוצה המשתתפת פעם ראשונה בתחרות ומראה את הביצועים הטובים ביותר) הן בישראל והן בתחרות העולמית שנערכה באפריל 2016 ביוסטון, טקסס. בשנת 2018 שינתה הקבוצה את שמה ל"גלקסיה על-שם דודי זהר ז"ל", לזכרו של רס"ן (במיל.) , בוגר בית הספר וטייס הליקופטר שנהרג באוגוסט 2017. באותה שנה זכתה הקבוצה בפרס ה Engineering Inspiration בתחרות העולמית שנערכה באפריל 2018 ביוסטון, טקסס.
באוקטובר 2016 נחנכה הספרייה הריאלית ע"ש , בוגר בית הספר והפנימייה הצבאית. הספרייה הוענקה כמתנה לבית הספר על ידי גיל אגמון, חברו בתקופת הלימודים בבית הספר ובפנימייה. הספרייה הריאלית נבנתה ועוצבה כסביבת למידה עתירת השראה אקדמית, ובה מרחבי עבודה ליחידים ולקבוצות. היא מממשת את התפיסה הפדגוגית של למידה כ"מעורבות בתהליך והבנה בתוצר".
בספטמבר 2017 נחנך מרכז "חדרים" - מרכז לתרבות יהודית-ישראלית שהוקם בעזרת עמותת "היכל אליהו" בסניף יסוד אחוזה, שמנוהל על-ידי דני שטיינר, וכן נפתח גן ילדים נוסף בסניף אחוזה. בנוסף נפתחו בתיכון הדר, במטו"ס וביסוד אחוזה מתחמי מייקרים Makers, שהוקמו בעזרת תרומה נדיבה שקיבל בית הספר מקרן משפחת אדלסון, כדי שבהם ילמדו שילוב בין עבודת כפיים בטכנולוגיות מסורתיות ומכשירי היי-טק מתקדמים לבין התפיסה הפדגוגית של הלמידה משולבת הפרויקטים (PBL) בבית הספר ושיטות הוראה-למידה-הערכה מתקדמות שהונהגו בו.
בספטמבר 2018 נפתחו מתחמי מייקרים גם בסניפים בתיכון אחוזה ובבית בירם. בבית בירם נפתחו גם שתי מגמות לימוד חדשות: "מערכות בריאות" ו"יזמות ועיצוב". כמו כן נפתח גן ילדים חדש בסניף מטו"ס במרכז הכרמל.
בשנת הקורונה (2021-2020) הצטיין בית הספר הריאלי בניהול הלמידה מרחוק בעזרת "למידה היברידית" שנוהלה בכל כיתות בית הספר באמצעות מצלמות איכותיות שצילמו את השיעורים בכיתה ומסכי טלוויזיה גדולים שאיפשרו למורות ולמורים לעקוב ולשתף את התלמידים שבבית. בשנה זו שודר לראשונה בשידור חי הטקס המסורתי של יום הזיכרון, הכולל מדי שנה את כל 4,200 תלמידי בית הספר, וכן אלפים רבים מהבוגרים.
בספטמבר 2021 נפתחו בקמפוס בית בירם 2 גני ילדים חדשים, ובכך עלה מספר הגנים ברשת ה"ריאליגן" ל 8. מספר התלמידות והתלמידים הלומדים בכלל המתחמים של בית הספר הריאלי הגיע בשנת תשפ"ב לשיא חדש של 4,300 תלמידים.
הפנימייה הצבאית.
הפנימייה הצבאית לפיקוד היא מוסד חינוכי-צבאי להכשרת נערים ונערות בשנות התיכון, בתנאי פנימייה, לפיקוד על יחידות-שדה לוחמות בצבא ההגנה לישראל. בוגרי הפנימייה מיועדים לתפקידי מפקדי פלוגות ביחידות השדה של צה"ל. הפנימייה הצבאית הראשונה נוסדה בשנת 1953, ביוזמתם של ראש הממשלה ושר הביטחון דוד בן-גוריון וד"ר ארתור בירם, מנהל בית הספר[1]. הפנימייה נקראה על שמו של אהרן בירם, בנו של ארתור, בוגר בית הספר הריאלי וטייס חיל האוויר, שנהרג בעת מילוי תפקידו ב-1951.
תהליך ההתחנכות בפנימייה מתחיל בכיתה י', כאשר המועמדים נדרשים לעבור סדרה של מיונים במהלך כיתה ט', על מנת להתקבל לפנימייה.
המוטו של הפנימייה הצבאית "בהשקט ובבטחה", המופיע על סמלה, מקורו בפסוק 15 מפרק ל' בספר ישעיהו: "כִּי כֹה אָמַר אֲדֹנָי יְהוִה קְדוֹשׁ יִשְׂרָאֵל בְּשׁוּבָה וָנַחַת תִּוָּשֵׁעוּן בְּהַשְׁקֵט וּבְבִטְחָה תִּהְיֶה גְּבוּרַתְכֶם וְלֹא אֲבִיתֶם".
נכון לספטמבר 2020 מפקד הפנימייה הוא ערן מקוב.
מנהלי בית-הספר.
להלן שמותיהם של מנהלי בית-הספר ושנות כהונתם בתפקיד:
סמל, "סיסמה" ודגל בית הספר.
בשנת תרפ"ט (1929) הוחלט לקבוע סמל שיבטא ברמז את עקרונות בית הספר. הסיסמה שנבחרה מתבססת על פסוק תנכ"י:
ההתייחסות לאלוהים הושמטה על ידי בירם כדי לייחס משמעות רבה יותר לייסוד האנושי.
הסמל הוכן על פי ציורו של יצחק סירקין, המורה לציור, שבו צורת משולש כחול ובתוכו קו המתאר של מבנה בית הספר וסיסמת בית הספר: "והצנע לכת". בביטוי זה ביקש בית הספר לבטא את הרעיון שעל ברכיו מתחנכים תלמידיו - פשטות ואמתיות, התרחקות מדברי מליצה נבובים ועבודה נאמנה, בלי הגזמה של התלהבות מעושה.
החל משנת תר"ץ חולק הסמל לבוגרי כל מחזור סיום, כשהמנהל מלווה אותם בדברי פרידה חמים. לפי אחד הקוריוזים, באחד מטקסי הסיום, גדלה התרגשותו של המנהל בנאום הפרידה שלו, עד שקרא "ותתגאו בהצנע לכת!", ומאז התפשטה בדיחה שה-ו"ו של "והצנע לכת" בסמל בית הספר הריאלי אינה אלא ו"ו ההיפוך. עוד ביקורות על הסיסמה נשמעה מפי פרופסור שטרוק האמן, שהיה מידידי בית הספר. הוא בא בטרוניה אל המנהל על השמטת החלק השני של הפסוק בספר מיכה - "והצנע לכת עם אלוהיך". על אף הביקורת וההתבדחויות הפך סמל בית הספר לנכס יקר של כל בוגר בצאתו. הוא סימל לו את דרכו החינוכית של בית הספר, שעל פיה חינכוהו מוריו לדייק בקטנות ביום-יום ולבצע כל משימה בשלמות, להתאמץ ולהתגבר על קשיים ולהיחלץ לעזרת העם.
בשנת 1933 הוטל על תלמיד בית הספר, אז בכיתה ח', דב מדזיני, לעצב דגל לבית הספר. מדזיני, שהיה ידוע בכישרונו האמנותי, ביצע את המלאכה. העיצוב שהציע התקבל, ובקיץ אותה שנה נערך טקס בו הוצג הדגל לראשונה.
מבנה בית הספר.