Sejarah keberadaan SMA Stella Duce Bambanglipuro dimulai dengan berdirinya Sekolah Pendidikan Guru (SPG) Sugiyo Pranoto (Supra) pada tahun 1967 oleh Badan Usaha Pendidikan Katolik “Putra Bakti”. Latar Belakang dari pendirian sekolah ini adalah semangat untuk mewartakan Kerajaan Allah dan mengangkat derajat pendidikan kaum muda. Pada waktu itu gedung yang dipakai adalah geding SMP Kanisisus Ganjuran, sebagai kepala sekolah dijabat oleh F. Sugiyanto, BA. Sekolah ini pada awalnya menampung para siswa lulusan SMP Kanisius Ganjuran dan SMP Outra Bhakti Ganjuran. Pengajar sekolah ini sebagian besar berasal dari guru-guru yang mengajar di SMA Kanisius Ganjuran. Seiring dengan perkembangan waktu pemerintah menetapkan persyaratan bahwa setiap sekolah harus memiliki gedung sendiri sedangkan Yayasan Putra Bhakti tidak mampu untuk membangun gedung sekolah. Maka pada tahu 1979 pengurus Yayasan Putra Bakti melimpahkan wewenangnya kepada Yayasan Tarakanita dengan surat keputusan tertanggal 10 Maret 1979 no.02/BUKP/PB/79. Sebagai kepala sekolah yang baru adalah Dra. Sr. Cecilio, CB. Kemudia SPG Supra diganti menjadi SPG Stella Duce II Yogyakakarta dengan surat Keputusan No. 207/B/VIII/79 tertanggal 20 Agustus 1979.

Dra. Sr. Cecilio , CB sebagai Kepala Sekolah beserta peran serta daripara guru SPG Stella Duce II Yogyakarta sedikit demi sedikit mulai membangun gedung sekolah dengan menempati tanah hak guna bangunan atas nma Tarekat Konggregasi Suster-suster Carrolus Borromeus. Dari tahun ke tahun sekolah ini semakin berkembang para siswanya sebagian berasal dari luar daerah, maka mulailah dibangun asrama putra dan putri. Mengikuti kebijakan pemerintah, pada tahun 1989 SPG Stella Duce II Yogyakarta beralih fungsi menjadi SMA Stella Duce III Yogyakarta dengan status “disamakan”.

Pada tahun 1996 terjadi pergantian kepala sekolah dari Dra. Sr Ceicilio, CB. kepada Dra. Sr. Jacintha, CB. Selama kepemimpinan Dra. Sr. Jacintha, CB. Selama kepemimpinan Dra. Sr. Ceicillio, CB. banyak hal sudah dilakukan, diantaranya membangun lapangan basket, konblokisasi halaman depan, sarana dan prasarana olar raga dan seni.

Pada Juli 2003 terjadi lagi rotasi kepala sekolah dari Dra. Sr. Jacintha, CB. kepada Sr. Lidwina Purna Harjani, CB., S.Pd. Beberapa pembangunan yang pernah dilakukan adalah pembangunan ruang baca dan ruang Laboratorium Biologi, pembenahan ruang TU dan lain-lain.

Pada tahun 2005 terjadi rotasi Kepala Sekolah dari Sr. Lidwiana Pura Harjani, CB., S.Pd. kepada Agustinus Suwardi, S.Pd. Untuk pertama kalinya jabatan sekolah dijabat oleh awam. pada tahun 2006 terjadi bencana alam gempa bumi yang mengakibatkan gedung sekolah dan berbagai fasilitas sekolah mengalami kerusakan parah. Saat itu proses belajar mengajar terpaksa diselenggarakan di tenda-tenda dan bangunan-bangunan sementara yang terbuat dari bambu. Renovasi terhadap gedung sekolah dilakukan oleh Yayasan Tarakanita Pusat dan selesai pada tahun2008.

Pada tahun 2008 Drs. P. Sulsilo Kristiyanto menggantikan Agustinus Suwardi, S.Pd. sebagai Kepala Sekolah. Hal ini merupakan jabatan Kepala Sekolah dari awan yang ke-2. Pada tahun 2012 Drs. P. Susilo Kristiyanto, S.Pd. berakhir masa jabatannya dan digantikan oleh Dra. Sr. Adriani, CB.

Pada tahun pelajaran 2013-2014, Dra. Sr. Adriani, CB. mendapatkan tugas pertusan di Bengkulu sebagai Kepala Kantor Wilayah. Jabatan Kepala Sekolah digantikan oleh Sr. Fidelis Budiriastuti, CB., S.Pd. menjabat sebagai Kepala Sekolah dan kemudian beliau mendapatkan tugas perutusan baru sebagai Wakil Kepala Sekolah bidang kesiswaan di SMP Stella Duce 2 Yogyakarta.

Mulai tahun pelajaran 2024 Kepala Sekolah dijabat oleh Drs. F Yuni Wantoro, S.Pd. yang sebelumnya menjabat sebagai Wakil Kepala Sekolah bidang Kurikulum sampai dengan tahun 2017/2018. Pada tahun tersebut SMA Stella Duce Bantul berganti Yayasan sebagai pengelola. Pada tahun 2018 SMA Stella Duce Bantul Bernaung pada Yayasan Bernardus Direktorat Sekolah Sanjaya Wilayah Yogyakarta. Pada tahun 2017/2018 sebagai Kepala Sekolah dijabat oleh Thomas Seta Nugraha, S.Pd sampai dengan tahun 2022. Pada tahun 2022-2024 Kepala Sekolah dijabat oleh Pulunggo Wijaya Daru, SE. Pada tahun 2024 sampai dengan 2025 Kepala Sekolah dijabat oleh Yuniari Pujiastuti, S. Si.pada tahun 2024, SMA Stella Duce Bambanglipuro merupakan sekolah semi Boardingschool dan menerapkan Kurikulum Total Transformasi Sanjaya.