Pierwsze powstałe po wojnie liceum ogólnokształcące w Zielonej Górze miało swoją siedzibę w gmachu przy ulicy Licealnej. Stamtąd przeniesione zostało w latach późniejszych do budynku przy ulicy Piastowskiej (obecnie Gimnazjum nr 5, wcześniej Szkoła Podstawowa nr 12). Pod koniec lat pięćdziesiątych powstało w naszym mieście drugie liceum - LO nr 21. Mieściło się ono przy ulicy Chopina.

W grudniu 1968 roku zapadła decyzja o połączeniu dwóch liceów; nr 6 z ulicy Piastowskiej i nr 21 z ulicy Chopina. Pełnomocnikiem do zorganizowania nowej szkoły - Liceum Ogólnokształcącego nr 1 - został dr Igor Zaborowski.

Nowy budynek przy ulicy Kilińskiego, a więc ten, w którym pracujemy, przeznaczony był pierwotnie dla szkoły podstawowej i z tego względu nie został on przystosowany do potrzeb i specyfiki szkoły średniej. W założeniu projektantów miał on pomieścić 350 dzieci.

Gdy zmieniono decyzję, zaczęto prace nad adaptacją budynku dla potrzeb liceum ogólnokształcącego. Ponieważ od początku szkoła okazała się za mała, już przed jej oddaniem do użytku dyrekcja wystąpiła z projektem rozbudowy. Opracowano projekt przybudówki od strony ogrodu. Plan zrealizowano za czasów mgra Janusza Pilarczyka. Z jego inicjatywy również zradiofonizowano szkołę.

Przed rozpoczęciem roku szkolnego 1969/70 nie wszystkie prace zostały ukończone - nie było posadzek. Uroczysta inauguracja roku odbyła się więc w amfiteatrze. Naukę w nowej szkole podjęło około 600 uczniów. By zintegrować młodzież, wprowadzono jednolity strój. W tym celu rodzice, rada pedagogiczna, młodzież ogłosili konkurs na strój uczniowski.

Nowe liceum przyjęło imię Edwarda Dembowskiego. Pierwszym dyrektorem szkoły została mgr Teofilia Adamczuk. Sprawowała tę funkcję tylko przez rok. Nowym dyrektorem urzędującym na tym stanowisku przez trzy następne lata był mgr Henryk Baturo. Przekazał on stanowisko mgr Januszowi Pilarczykowi. Po dwóch latach funkcję dyrektora szkoły objął mgr Józef Murzyński. Po nim z kolei dyrektorem został mgr Izydor Szady potem mgr Stanisław Musiał. Obecnym dyrektorem szkoły jest mgr Ewa Habich.

W dwudziestoletniej historii szkoły było wielu zastępców dyrektorów m. in. mgr Romualda Dembińska, mgr Władysława Zielińska, mgr Teresa Kremer, mgr Stanisław Majewski, mgr Maciej Kozłowski.
Ostatnio urząd ten sprawują: mgr Krystyna Burakowska oraz mgr Ewa Jarmołowska.

Liceum im. E. Dembowskiego znane jest w mieście z wielu osiągnięć i inicjatyw. Zaliczyć do nich można ruch olimpijski. Rozpoczął go mgr Henryk Baturo. Dyrektorowi Józefowi Murzyńskiemu szkoła zawdzięcza uruchomienie stołówki.

W pierwszych latach istnienia liceum duży nacisk położono na urządzenie gabinetów. Dużą pomocą służyli w tej dziedzinie rodzice wychowanków. W 1973 r. z okazji 500 rocznicy urodzin Mikołaja Kopernika gabinet 212 otrzymał nowoczesne wyposażenie i imię wielkiego astronoma. Szkołę często stawia się za przykład. Składali w niej wizyty dostojni goście, m.in. ambasador Francji w Polsce, ministrowie oświaty: Jerzy Kuberski i Bolesław Faron, wiceministrowie W. Winkel i Jezierski.

Rokrocznie, od wielu lat, gośćmi nauczycieli i uczniów są przyjaciele ze szkoły w Cottbus (Niemcy) Do tradycji szkoły należą uroczystości starannie przygotowywane przez nauczycieli i uczniów.