2017年5月31日，浑南区教育局与本溪市高级中学正式签订合作办学协议，由本溪市高级中学全权托管沈阳市第五十一中学。

至此，浑南教育已经完成了从小学到高中阶段的12年优质名校布局。本溪市高级中学选派校长及行政管理团队全权管理沈阳市第五十一中学本溪高中将派出骨干教师到沈阳市第五十一中学任教同年9月，沈阳市第五十一中学将迁入位于浑南核心区的全运二西路8号办学。新校址占地面积77232.2平方米，建筑面积42770.2平方米，教育教学设施先进，有完善的食宿条件，拥有高规格的报告厅、艺体馆、游泳馆、四百米标准跑道运动场、大数据中心、校园电视台等教学辅助设施。