Trong nhiều năm học liên tiếp, học sinh của Trường Đào Duy Từ đều được nằm trong danh sách học sinh Giỏi Quốc gia đạt giải cao.
Kỳ thi học sinh giỏi cấp quốc gia là một kỳ thi thử sức cho các em học sinh lớp 12. Đề thi gồm nhiều dạng bài để thử sức các em trong suốt quá trình học. Trong nhiều năm học liên tiếp, học sinh của trường THPT Đào Duy Từ đều nằm trong danh sách học sinh Giỏi Quốc gia đạt giải cao.
Trong kì thi học sinh giỏi Quốc gia năm 2007, trường THPT Đào Duy Từ có em Trần Anh Vũ đạt giải Ba môn Vật lí (xem danh sách cụ thể tại đây: http://vanban.moet.gov.vn/?page=1.15&script=viewdoc&view=7061&opt=brpage). Đặc biệt, em Trần Anh Vũ được chọn vào Đội tuyển Học sinh giỏi Việt Nam gồm 05 học sinh tham dự kỳ thi Olympic Vật lý Quốc tế tháng 7/2008 và đoạt Huy chương đồng (4 học sinh còn lại thuộc Trường chuyên Phan Bội Châu tỉnh Nghệ An, Trường chuyên Lê Quý Đô thành phố Đà Nẵng, Khối phổ thông chuyên Lý thuộc Đại học Quốc gia Hà Nội, Trường chuyên Hà Nội – Amsterdam). Như vậy đã trở thành trường dân lập duy nhất trong lịch sử đạt được thành tích đặc biệt xuất sắc này
