Голямата популярност на гимназията до голяма степен се дължи на постиженията на нашите ученици на различни международни и национални изяви в областта на математиката, информатиката, физиката, химията, биологията и прочее.
В резултат на такива изяви без приемен изпит във ВУЗ постъпват: Георги Хаджийски, Серьожа Иванов, Любомир Биров, Петър Копанов, Веселин Петров, Красимир Стоянов, Милан Шопов, Златко Петков, Асен Николов, Зорница Георгиева, Стойко Костов, Тома Николов, Димитър Илиев (до 2000г.) и много други по късно.
Отбори на гимназията и отделни ученици печелят призови места на редица олимпиади и състезания:
През 1974г. Иван Марков, а през 1978г. и Атанас Маджаров се класират на трето място на републиканската защита на реферати по математика.
През 1975г. на Националните математически състезания в Казанлък гимназиалния отбор като цяло заема първо място, а отборите на 9 и 11 клас също са на първо място.
През 1976г. на състезанията в Ямбол отборът ни от 9 клас е на първо място.
През 1978г. на състезанията отново в Ямбол отборът ни от 11 клас е на първо място, а гимназиалният отбор като цяло на трето място.
През 1979г. Петър Копанов заема четвърто място на републиканския кръг на олимпиадата по математика и се класира на трето място на международната олимпиада в Лондон.
През 1980г. отново Петър Копанов се класира на първо място на републиканския кръг на олимпиадата по математика. През същата година на Националните математически състезания в гр. Ямбол МГ заема комплексно второ място, а отборът на 11 клас е на първо място. Специалната награда “Ат.Радев” е присъдена на ученика от 11 клас Здравко Стоенчев.
През 1978/79г. Стоян Аврамов достигна републикански кръг на защита на реферати по физика.
От учебната 1979/1980г. в продължение на повече от десет години ученици от Математическа гимназия получават специални стипендии за проявени изключителни постижения в областта на математиката. Сред тези изявени ученици са: Петър Копанов, Здравко Стоенчев, Иван Плачков, Валентина Данаилова, Крум Кратунчев, Светлана Узунова, Христина Стефанова, Петя Петрова, Емилия Гогова, Костадин Петков, Иванка Шангалова, Любомир Биров, Димитър Димитров, Цвятко Загорски, Димитър Гергишанов.
През 1980/81г. на Националната защита на реферати по математика Стоян Иванов и Людмил Харалампиев се класират на второ място сред учениците от 11 клас.
През 1981/82г. рефератите на Крум Кратунчев от 11 клас и Тодор Генов – 8 клас достигат до републиканската защита по математика.
През 1982/83г. учениците Петя Петрова и Теодор Консулов /9 клас/ са допуснати до подборния кръг за международната олимпиада. През същата учебна година на Националното състезание по математическа лингвистика в Русе състезателите ни заемат второ място. Същия успех те постигат и на другата 1983/1984г.
През 1983/84г. до републиканската защита на реферати по математика са допуснати Ели Даскалова и Стоянка Кузева. На републиканския кръг на олимпиадата по математика се представят много добре Спас Вучков, Теодор Консулов, Асен Трахяняров и Тодор Генов.
През 1984/85г. на Националното състезание във Варна Емил Динков става индивидуален републикански първенец по математическа лингвистика, а Любомир Биров заема четвърто място. На републиканския кръг на олимпиадата по информатика Любомир Биров отново е сред първите.
През 1985/86г. на републиканското състезание по информатика в Пловдив отборът на гимназията в състав: Росен Димитров, Златко Петров и Любомир Биров заемат пето място от 26 отбора. Ивайло Лалов представя гимназията на републиканското състезание по електроника в Сливен. На републиканския кръг на олимпиадата по физика участват Красимир Стоянов и Георги Буров. На републиканския кръг на олимпиадата по биология добри резултати постигат Маргарита Праскова, Елена Росидова, Светлана Христоскова и Росица Митева.
На републиканската олимпиада по химия участват Иванка Атанасова и Боряна Тонова.
През 1986/87г. отборът по информатика се класира на трето място на Националното състезание в гр. Пловдив, а Златко Петков зае индивидуално трето място. Същата година на републиканския кръг на олимпиадата по математика са допуснати Ангел Стефанов и Любомир Биров. На състезанието във Варна по математика- Любомир Биров, Стойко Костов и Дилян Благов събират максимален брой точки.
През 1987/88г. Стойко Костов, ученик в 9 клас, е включен в разширения състав на България за международната олимпиада по математика в Австрия, а на другата година участва в международната олимпиада в Китай. Същата година Асен Николов е класиран на подборния кръг по химия и се състезава на Балканиадата по химия, където се класира на трето място. На републиканската олимпиада по химия до подборния кръг са допуснати Милан Шопов и Владимир Урумов. На Националния турнир в Пловдив по информатика отборът ни заема шесто място, а на Националното математическо състезание ” Атанас Радев” в гр. Ямбол – четвърто място.
През 1988/89г. на Националното състезание във Варна отборът на МГ “К.Величков” от 10 клас заема трето място, а Стойко Костов второ място в индивидуалното класиране. Същата година на състезание по математика в гр. Ставропол ученикът Ангел Тинчев се класира на първо място, а Стойко Костов на второ. На подборния кръг по химия Милан Шопов е шести.
През 1989/90г. на Националното състезание по физика в Созопол гимназията отборно заема трето място, а индивидуално за 7 клас-второ и трето, за 8 клас-второ, 10 клас-второ и 11 клас-трето място. На републиканската защита на реферати по физика се яви Цветелина Стефанова. Във веригата от регионални състезания по физика с отбори от страната, проведени в Пазарджик, Пловдив, Смолян и Асеновград ученикът Любомир Пашов се класира на първо място в Пазарджик и трето в Асеновград; много добре се представят Деница Нешева и Татяна Кузнецова от 7 клас. На състезанието по физика на хижа Върховръх Любомир Пашов се класира на второ място.
През 1990/91г. Тодор Гунчев се класира на трето място на републиканската защита на реферати по математика. Учениците Димитър Гергишанов, Цвятко Загорски и Иван Овчаров достигат до републиканския кръг на олимпиадата по математика. Димитър Георгиев и Димитрина Дралева участват в републиканския кръг на олимпиадата по биология за допускане на втората международната олимпиада. Светла Петрова е наградена с участие в Национална лагер-школа от защита на реферати по биология. Явор Цветков представя реферат по физика на Националната защита. Учениците Благой Николов, Явор Цветков и Васил Кацаров достигат до републиканския кръг на олимпиадата по физика.
През 1993/94г. Димка Чорлева достига до републиканския кръг на олимпиадата по биология.
През 1994/95г. Тома Николов след успешно представяне на републиканския кръг на олимпиадата по математика е включен в разширения отбор на България за международната олимпиада.
През 1995/96г. до републиканския кръг на олимпиадата по математика достигат Светослав Петков, Николай Танков и Юлиан Русинов.
През 1996/97г. Александър Велин достигна до републиканския кръг на олимпиадата по информатика, а Красимира Спасова взема участие в Националната олимпиада по биология. Николай Танков участва в Националния математически турнир “Иван Салабашев” в Стара Загора и се класира в първата десятка.
През 1997/98г. ученичката Александра Оносова завоюва стипендия за обучение в Джордж Уошингтън Юнивърсити в САЩ. Зорка Георгиева се класира на 12 място на Националния кръг на олимпиадата по биология. Учениците Деян Гагов, Петър Кормушев и Александър Велин взеха участие в Националното състезание по информатика в гр. Плевен. Отборът от подготвителен клас в състав Стоян Фурнаджиев, Петър Пировски, Боян Станилов и Васил Николов през същатата година завоюваха пето място /от 23 отбора от цялата страна/ на Зимните математически празници.
През 1998/99г.на Зимните математически празници в гр. Варна отборът на МГ 8-ми клас от 39 отбора се класира на 15 място, като най-добре се представиха Васил Николов и Стоян Фурнаджиев. На същото състезание отборът по информатика в състав Петър Кормушев, Деян Гагов и Димитър Илиев зае 17 място. Много добро е представянето на Димитър Илиев от 10 клас на Националния кръг на олимпиада по информатика, чийто резултат бе приравнен на оценка 5.50 и ако беше единадесетокласник, щеше да бъде приет без приемен изпит във ВУЗ. Наши ученици взеха участие с 11 анимационни проекта в Европейската конференция “ЕВРОЛОГО-99”. Васил Стоименов се класира на четвърто място на Националния кръг на олимпиадата по техническо чертане. На републиканския кръг на олимпиадата по астрономия Стоян Ибушев се класиране на седмо място. На Националното състезание по химия в гр.Враца най-добре се представи Марко Костадинов, които с оценка мн. добър 4.975 се класира на 27 място от 131 участника. Същият ученик се представи много добре и на олимпиада по химия.
През 1999/2000г. успешни изяви на наши ученици са:
- На Зимните математически празници в гр. Русе Стоян Фурнаджиев -9 клас се класира на 30 място, от 90 участника;
- На Математическия турнир “Ат.Радев”в гр. Ямбол отборът на 9-ти клас зае 12 място от 23 отбора, като Васил Николов получи максимален брой точки на задачата на Ат.Радев за специалната награда на СМБ, а отборът на 9-ти /след подготвителен/ клас зае 17 място от 22 отбора;
- Много добро е представянето на Димитър Илиев от 11 клас на Националната олимпиада по физика в гр. Пловдив, като му бе издаден документ за прием без конкурсен изпит по всички физически специалности на Пловдивския университет;
- Осем ученика от 10 клас се представиха успешно на Националния турнир по физика на Пловдивския университет, като Стефан Трендафилов зае I-во място, Кирил Николов II-ро, а Методи Божилов-III-то място;
- На националното състезание по химия в гр. Враца отборът на 11 клас се класира на 12 място от 27 представили се отбора. Индивидуално най-успешно е участието на Владимир Иванов заел 49 място от 160 състезатели.
През 2000/2001г. на Националните зимни математически състезания в гр. Бургас отборът на гимназията- 10стар клас зае девето място от 26 отбора от цялата страна, като най-добре се представиха Петър Пировски и Стоян Фурнаджиев класира ли се на 12 място от 90 участника.
През 2001/2002г. Стоян Кежов от 12 кл., профил „Биология и здравно образование”, с преподавател Вера Цонева, се класира на национална олимпиада по биология и бе записан без приемен изпит в СУ „Кл. Охридски” – специалност биотехнологии.
През 2002/2003г. на Зимни математически празници (7-9.02.2003г.) в гр. Варна много добре се представиха: Моника Илиева – 10в, Весела Мичева – 10в, Марин Георгиев – 9б
На пролетния математически турнир (28.03.2003г.) много добре се представиха: Вероника Духовникова – 9в, Таня Вряшкова – 9в
През 2003/2004г. на XIII Зимни математически състезания в Русе, наши ученици постигнаха:
- 9клас – 14-то място от 30 отбора
- Красимир Георгиев Байлов – 12-то място от 114 участника (ръководител Сашка Топалова)
- 10клас – 12-то място от 27 отбора
- Вероника Радкова Духовникова – 50-то място от 103 участника
- Йордан Георгиев Ковачев – 50-то място от 103 участника (ръководител Христина Стефанова)
- 11клас – 6-то място от 27 отбора
- Боян Любомиров Келчев – 5-то място от 117 участника (ръководител Даниела Монова)
На пролетния математически турнир „Атанас Радев” гр. Ямбол отбора от IX клас зае 14 място от 30 отбора.
На национален кръг на олимпиадата по информационни технологии – направление ”Компютърни изкуства” Димитър Тилев XIIб зае 2-ро място с оценка отличен 6,00 с право на обучение във ВУЗ.
На състезание по физика на ПУ ”Паисий Хилендарски” Георги Михов и Петко Радев от XII клас получиха оценка 5,30 с право да учат в ПУ.
Участниците ни от IX клас Мирослав Фильов IХв-(2-ро място), Димитър Сираков IХа-(4-то място), Николай Гочев IХа-(5-то място), Илиян Илиев IХа и Даниел Канчев IХа показаха завидни успехи сред младите физици.
Отлично се представиха и учениците ни от XI клас – Боян Келчев ХIа-(1-во място), Димитър Трендафилов ХIа, Трендафил Танков ХIб, Славчо Александров ХIа и Димитър Мустаков ХIг
В състезанията по химия в гр. Варна и гр. Пловдив голям успех постигнаха Надежда Стойчева (3-то място) и Зорница Дечева(6-то място). Всичките (10 от XII клас и 3 от XI клас) участника са приети в химическия факултет на Пловдивския Университет.
В конкурса „Земята – позната и непозната” специална награда и грамота получиха Бети Сиракова и Ася Вучкова от XIж.
В конкурс „Родолюбие” 3-то място за Мина Милева.
В конкурса на фондация „Ценности” Цветелина Чуралска зае 3-то място.