館林藩主徳川綱吉が征夷大将軍に任じられた延宝8年（1680年）頃から約30年のあいだは、日本史上「農書の時代」と呼びうるほどに農書（農業手引書）が相次いで刊行された時代であった。遠江国横須賀藩の村役人による『百姓伝記』を嚆矢として元禄10年（1697年）の宮崎安貞『農業全書』に至るまで、より効率的な農業の普及が目標とされ、地方役人や豪農、村役人（村方三役）、農学者がこれにたずさわった。それに先立って「農人帳」という日記を付けることが提唱され、その記録をもとにした覚書が各地で成立している。農書はこうした覚書が発展して形成されていったものと考えられる。知識や教養・娯楽のためではなく、農民の生業のための書物が出版された点で出版史における一大画期であったが、従来は父祖から子や孫へと実体験をもとに口頭で伝えられてきた農業知識や農業技術を書物というメディアを通じて習得することができるようになった点は農業史のなかにおいても画期的なことといえる。『農業全書』は宮崎安貞が40年かけて習得した農業技術や農事総論からはじまり、五穀、菜、山野菜、三草、四木、草木、諸木、生類養法（家畜）、薬種などに分けて体系化したものであった。各地の農書としては、伊予の『清良記』、会津の『会津農書』、加賀の『耕稼春秋』、出雲の『田法記』、紀伊の『才蔵記』、東海地方の『地方竹馬集』などが知られている。こうしたなかにあって、佐瀬与次右衛門『会津農書』は地域限定の農書であることをみずから断っているが、別編として、農業技術の要点をおぼえやすい和歌1,700首で表現した『歌農書』をともない、領内の人々への啓蒙を図っていることが注目される。
1982年12月31日、日本テレビ開局30年記念特別番組として同局の看板番組『アメリカ横断ウルトラクイズ（以下、ウルトラクイズ）』（1977年 - 1992年、1998年）の特別版『ウルトラクイズ 史上最大の敗者復活戦』が放送された。これが好評だったことに加え、規定により『ウルトラクイズ』に出場できない高校生から参加への強い要望があったため、『史上最大の敗者復活戦』のノウハウを生かした高校生対象の大型クイズ番組が企画される。そして『ウルトラクイズ』の弟番組という位置付けで、1983年12月31日に第1回の『ウルトラスペシャル 全国高等学校クイズ選手権』が放送（第21回ギャラクシー賞月間賞受賞）。以降、夏と冬の年2回開催となり、1986年の第6回から年1回夏に開催となった。初代総合司会は本家・ウルトラクイズの顔であった福留功男が担当、『ウルトラクイズ』の人気も相まって第6回には約23万人の参加者を数えるなど、開始後まもなくして規模としては『ウルトラクイズ』を凌ぐ番組となった。開始当初は、兄弟番組であった『ウルトラクイズ』の「クイズ形式の人間ドキュメンタリー」や「知力・体力・時の運」といったコンセプトを引き継ぎ、「ドロンコクイズ」や「バラマキクイズ」といった『ウルトラクイズ』名物の企画も数多く行われた。しかし、回を重ねるごとに内容も変化し、3人1組のチームをそれぞれ「知力」「体力」「運」の各担当に振り分けて競わせる形式など、高校生たちの「チームワーク」が、個人戦である『ウルトラクイズ』と異なる『高校生クイズ』独自のキーワードとなってゆく。第11回（1991年）より、当時の日本テレビの若手アナウンサーであり、同年から福留の後継としてアメリカ横断ウルトラクイズの司会者にも就任する福澤朗が総合司会となる。150人近い高校生たちによる一斉早押しクイズ、複数の勝ち抜け条件を満たす必要のあるクイズ、深い知識だけでなくライバルとの駆け引きが求められるなど趣向を凝らしたクイズから、架空の事件を推理して解く形式、プレゼンテーション力や冠婚葬祭マナーが試されるものなどクイズと呼べないようなものまで、本家・『ウルトラクイズ』にはなかった独自のクイズが多数導入されていった。スポーツ大会などと違って定まった形式がなく、数年ごとにスタッフが総合演出やプロデューサーレベルで入れ替わるため、番組の方針やクイズ形式、演出スタイルなども同様に変更される。このため、知力が重視された回もあれば体力や運に強く影響された回もある。90年代末期以降には高校生たちの人間性を旅などを通じて描き出す演出がなされ、第17回（1997年）には香港、第22回（2002年）にはオーストラリアへ行ったほか、行先不明の列車に乗りながら各地を転戦していった回（第20回、2000年）や、世界遺産五箇山を訪れた回（第21回、2001年）もあった。また、第23回（2003年）と第24回（2004年）には多くの芸能人や著名人が関わるバラエティ的な演出が行われた。一方、この頃から往年の人気に陰りが見え始め、視聴率は低下し地方大会への出場校も減少していった。第28回（2008年）からは「知力の甲子園」と銘打っておよそ一般的でない超難問を集めた知力重視のクイズ大会が繰り広げられ、全国大会はすべてスタジオ収録となった。知力重視路線について、視聴者の間では本格的なクイズ番組化を歓迎する声がある一方で、「難問ばかりで視聴者が一緒に楽しめない」といった否定的な意見もあり評価が分かれていた(後述)。結果として視聴率は回復基調となったものの、地方大会の出場校の更なる減少を招いた。結局、知力重視路線は5年間続き、第33回（2013年）からは原点回帰する形で、知力・体力・時の運・チームワークの総合力で勝負するスタイルへとモデルチェンジし、第22回（2002年）以来11年ぶりの海外決戦（準々決勝はタイ、準決勝・決勝はフランス）が行われた。第34回（2014年）からは1チーム2人1組となり、2回戦以降をアメリカ合衆国を横断する形で行われ、「○×ドロンコクイズ」や「バラマキクイズ」といった形式、ニューヨークでの決勝戦など、かつての『ウルトラクイズ』を彷彿とさせる内容で行われた。第38回（2018年）からは「地頭力」をコンセプトに、再び国内開催（会場は東京ビッグサイト・日本テレビ麹町スタジオ）となり、参加チームも第33回（2013年）以前の1チーム3人1組へ戻された。なお、知力重視路線の番組内容や演出等のノウハウは、2011年より開始された『最強の頭脳 日本一決定戦! 頭脳王』へ引き継がれており、司会を当番組の2代目の総合司会者であった福澤朗が務めるなど、共通の出演者・スタッフが参加しているほか、当番組の歴代優勝者も本選へ出場している。