За първи път в град Белоградчик е основано училище в 1840 година – при църквата, от свещеник Йоаникий, които е и първи учител в него. Това е и първото редовно взаимно училище. След свещеник Йоаникий учител е Петър Златков, които след няколко години отива в Русия. Трети поред учител е Пунчо Цолов. От 1864 г. учителствува Иван Кръстев от с. Орешец, поз¬нат в града като певец в църквата, а по-късно като „даскал Иван“. Рез 1850 г. е учителствувала и учител¬ката Костадина от с. Праужда, която е и секретарка на въстаническия комитет.
Известно е, че през 1874 г. в Белоградчик има двук ласно училище с учители П. Арнаудов и Лефтеров. Учебните занятия започват на 30 април 1874 година. Има и подготвителен клас с учебни предмети свещена история, числителница, първи познания по катехизис. В първи клас учебните предмети са: бащин език, землеописание, числителница, българска история, катехизис и свещена история. Във втори клас – български език, земпеописание, числителница, катеизис, българска история, славянски превод и турски прочит. Същата година е построена и първата училищна сграда. На първата страница на списъка на учителите през 1874 г. е написано: „Четвъртък, на 30 априлий 1874 г. са положи основний комик на училището в Белоградчик, посветено на светите апостоли Кирил а и Методия, в присъствието на Негово високопреосвещенство госпо¬дин Кирил – епископ Белоградчишкий“.
През 1875 г. се открива трето отделение, в 1876 г. положението е същото. За годините 1877,1878 и 1879 липсват данни, вероятно поради бушуващата тогава Руско-турска, освободителна за нас война.
През 1880 г. училището наново се отваря. Истински учебни занятия започват на 1 август 1880 г. Учител е А. Попов, който занимава първо, второ и трето отде¬ление по програма, каквато му представи училиицното настоятелство.
От 8 ноември 1880 г. се отваря първото класно училище в Белоградчик, за което се отпускат пет хиля- ди франка от държавата. Зa учител е назначен Же¬лю Димитров от с. Градец, Котленско. През 1881/82 учебна година има трима учители – Желю Димитров, Михаил Константинов и А. Попов. Има от първо до четвърто отделение и първи (пети) клас. Програмата и разпорежданията са направени на 10 октомври 1881 г., тогава започват и учебните занятия. От 13 октомври 1882 г. започва и втори клас, а в училището вече има четирима учители. През учебната 1884/85 година за първи път се говори за Белоградчишко народно тре¬токласно училище с пет души персонал. През 1885/86 г. учебните занятия севодят от 1 април до 30 август, вероятно поради Сръбско-българска воина.
През 1886/87 учебна година Белоградчишкото народно училище има от първо отделение до трети (седми) клас, с шест души персонал. За първи път на 18 ноември 1886 г. се отваря вечерно училище за ограмотяване. На 12 февруари 1887 г. се открива и първото читалище в Белоградчик.
През 1887/88 учебна година учебните занятия за¬почват на 26 септември, а през 1888/89 г. – от първи октомври. А 1 октомври 1901 г. учениците се нанасят в новопостроеното училище „Христо Ботев“ на площада.
Гимназиалното образование в Белоградчик е с начало 1914 година. На 21 юни 1914 г. Градският общински съвет обсъжда въпроса за откриване на три гимназиални класа в Белоградчик. С протокол № 13 от 21 септември 1914 г. съвета и училищното настоятелство вземат решение през учебната 1914/15 година в града да се открие първи (осми) гимназиален клас. Той е открит към тогавашната прогимназия „Христо Ботев“. Директор на училището е Иван Георгиев, а тогавашен кмет на града е Петър Ангелов. С протокол № 7 от 3 юни 1915 г. училищното настоятелство иска от Министерството на просвещението да се открие втори гимназиален клас. Такъв се открива от есента на 1915 г. С протоколи № 3 от 8 април 1919 г. и № 5 от 4 юни 1919 г. се иска откриването на трети гимназиален клас. С телеграма № 17796 от 30 август 1919 г. Министерството на просвещението разрешава откриването му. Училището получава името Непълна смесена гимназия. В някои документи то е именувано Белоградчишки гимназиален клон към Видинската пълна смесена гимназия. Обучението се води в сградата на площада, построена през 1900-1901 г. заедно с прогимназията. Завършилите трите гимназиални класа продължават образованието си – IV и V гимназиални класове (днес XI и XII), в пълната гимназия в гр. Видин или е Ломското педагогическо училище.
Във вземането на решенията за откриване на гимназиалните класове дейно участие взема училищното настоятелство, в което от 1914 до 1919 година четем следните имена: Младен Марков – председател и членове Стефка д-р Стефанова, Цоло Влъчков, Стамен Каменов, Димитър Т. Вълчев.
На 15 септември 1932 г. прогимназията се отделя от непълната гимназия, съгласно предписание на Министерството на народната просвета под № 26797 от 12 септември и се слива с началното (тогава първоначално) училище. Образува се самостоятелно основно училище „Христо Ботев“. Непълната гимназия остава с трите класа – I, II и III и приема името „Свети Свети Кирил и Методий“. От 1938 година със заповед на МНП непълната гимназия остава с два класа – първи и втори (сегашни осми и девети). Вероятно от тогава е и клон на Видинската гимназия. От учебната 1942/43 година отново се открива трети гимназиален клас.
С предписание на МНП от 1944 г. с № 12709 се съобщава, че непълната гимназия в Белоградчик от 1944/45 г. се развива в пълна самостоятелна гимназия от I до V клас (осми – дванадесети). Учебната година започва на 31 октомври 1944 г. в именуващата се вече Белоградчишка смесена гимназия има 925 ученици в 21 паралелки. Обучават се ученици от цяла Белоградчишка, но и от други околии. Обучението се води в сградата над площада, която и до сега носи името „гимназията“.
През 1946 г. завършва последният випуск на дванадесети клас, състоящ се от 120 ученици – една девическа и две мъжки паралелки. През същата година завършват и учениците от единадесети клас. Така в една година гимназията завършват два випуска. Местната общинска управа с кмет Живко Иванов Ковачев полага доста грижи за развитието на учебното заведение. От София се закупуват много уреди за обучението по химия и физика. От 1946 г. се открива ученически стол. Същата година се закупуват инструменти за духова музика, а учителят по музика Георги Димитров (не е професорът) създава струнен оркестър за учители и ученици.
През периода 1963 от 1965 г. се строи сегашната сграда на училището. Гимназиалните класове започват учебните занятия в нея на 15 септември 1965 г.
Прогимназията се настанява в същата сграда на 13 януари 1966 г. От 1968 г. училището се нарича Пълна смесена политехническа гимназия „Кирил и Методий“ а основното училище – „Христо Ботев“. Така две училища учат в една сграда. През 1971 г. двете училища се сливат в едно. Тогава със Заповед № 1347 на МНП училището се определя за експери¬ментално по модела на ЕСПУ. Със Заповед № 5051 от 29.09.1971 г. то се преименува в ЕСПУ „Христо Ботев“.
Със ЗНП от 18.10.1991 г. ЕСПУ се преименува в СОУ, което име носи и до сега. От 1947 до 2001 г. обучението в гимназиален етап е до XI клас. През 2001 г. отново се въвежда XII клас и през 2002 г. няма завършващ випуск.
През 2010 г. със Заповед № РД-14-83/2.07.2010 г. на МОН по мотивирано предложение на кмета на Община Белоградчик и Решение N9350/29.03.2010 г. на ОбС Белоградчик се оптимизира училищната мрежа, като се преобразува ПГ „А.С. Попов“ и СОУ „Христо Ботев“ в СОУ „Христо Ботев“ с професионални паралелки, считано от 15.09.2010 г.