Ankara Fen Lisesi, 1964'te kurulan ve Türkiye'nin ilk fen lisesi olan devlet okuludur; eski adı yalnızca "Fen Lisesi"dir. Okul, Millî Eğitim Bakanlığı, Ford Vakfı, ODTÜ ve AID'nin birlikte yürüttüğü bir projeyle hayata geçirildi. Üstün yetenekli öğrenciler için parasız yatılı bir bilim lisesi açılması fikri Şubat 1962'deki VII. Millî Eğitim Şûrası'nda gündeme geldi; Bakanlık aynı yıl, aralarında Cahit Arf ve Erdal İnönü'nün de bulunduğu bir inceleme komisyonu kurdu.
Okulun ilk öğretmenleri ODTÜ ve Ankara Üniversitesinden danışmanların yaptığı sınavla seçildi ve özel eğitimden geçirildi. Okul 12 Ekim 1964'te eğitime başladı, ilk mezunlarını 1967'de verdi ve 1982'de İstanbul Atatürk Fen Lisesi açılana kadar ülkedeki tek fen lisesi olarak kaldı.
Kampüs, Çiğdem Mahallesi'nde ODTÜ arazisi içinde ormanlık bir alandadır ve Kızılay'a yaklaşık 6 km uzaklıktadır. Bahçede derslik binasının yanı sıra konferans salonu, yemekhane, spor salonu, koşu pisti ile ayrı kız ve erkek öğrenci yurtları bulunur; yurt odaları dört kişiliktir. Okulla ilgili Ankara Fen Liseliler Derneği 1989'da, Ankara Fen Liseliler Vakfı ise 2000'de kuruldu.