Công tác bồi dưỡng học sinh giỏi của Trường THPT Chuyên Hùng Vương đã được thực hiện bài bản, đem lại kết quả ổn định và có những bước đột phá. Trên nền tảng vững chắc của chất lượng đại trà, chất lượng mũi nhọn luôn giữ vững và phát triển, đây là mục tiêu hàng đầu của nhà trường. Nhà trường xác định công tác bồi dưỡng học sinh giỏi vừa là giáo dục mũi nhọn vừa là hướng nghiệp, bồi dưỡng nhân tài cho tỉnh và cho đất nước. Kết quả các kì thi học sinh giỏi thể hiện sự tăng trưởng bền vững hằng năm của nhà trường.
Về dự thi Olympic quốc tế:Tính đến nay, nhà trường có 15 huy chương và bằng khen Olympic Khu vực và Quốc tế với 11 Huy chương, 04 Bằng khen; trong đó đạt 01 Huy chương Vàng, 02 Huy chương Bạc và 08 Huy chương Đồng.
Năm 2019, học sinh Hoàng Thị Huyền Trang lớp 12 chuyên Sinh của nhà trường đạt Huy chương Đồng Olympic Quốc tế môn Sinh học.Năm 2020, học sinh Nguyễn Thị Thu Nga lớp 11 chuyên Sinh của đạt giải Khuyến khích, được nhận Bằng khen Olympic Sinh học quốc tế. Năm 2021, 02 HS (Nguyễn Thị Thu Nga- 12 Chuyên Sinh và Võ Tiến Thành- 11 C1) của Nhà trường đã vinh dự được chọn vào đội tuyển gồm 04 học sinh của Việt Nam dự thi Olympic Quốc tế môn Sinh học; 01 học sinh (Trần Dương Chính- 12 Lý) tham dự Olympic Vật lý Châu Âu.
Thầy cô giáo và các em học sinh có nhiều thành tích xuất sắcLần đầu tiên trong lịch sử Trường THPT Chuyên Hùng Vương, trong cùng 1 năm học có 3 học sinh dự thi Olympic khu vực và quốc tế; ba năm liên tiếp Trường Chuyên Hùng Vương có học sinh dự thi Olympic quốc tế môn Sinh học.
