Муниципальное общеобразовательное учреждение "Средняя общеобразовательная школа №2 имени Д.М. Карбышева" основано в 1961 году. На начало основания в  школе насчитывалось 1700  обучающихся, в параллелях 6-х и 7-х классов было по шесть классов, в остальных – по 2 – 3 класса. Долгое время затем в школе насчитывалось по 800-900 обучающихся. В последнее десятилетие изменилась демографическая обстановка в стране, снизилась рождаемость, и это сказалось и на количестве обучающихся в школе.

На основании постановления администрации г. Твери №578 от 16.03.2012 года «О реорганизации муниципальных общеобразовательных учреждений путём присоединения Муниципального общеобразовательного учреждения «Вечерняя (сменная) общеобразовательная школа №3» к Муниципальному образовательному учреждению «Средняя общеобразовательная школа №2» вечерняя (сменная) общеобразовательная школа №3 29 декабря 2012 года присоединена к МОУ СОШ №2.

В 2014 году к школе присоединено дошкольное отделение.