本校為拓展學生國際視野，並與全球頂尖大學接軌，於2019年2月起與美國費爾蒙特高中合作，辦理「臺美雙聯學程」，同年也與英國普利茅斯城市學院、英國雪菲爾大學、荷蘭阿姆斯特丹大學簽訂合作備忘錄(MOU)，2020年更持續與澳洲雪梨大學、瑞士飯店暨商業管理學院進行MOU簽訂事宜。2021年起，本校與亞洲大學簽署兩校「國際雙聯學位」合作協議書，攜手推動「國際人才培育一條龍」雙聯學位計畫。透過持續開拓的海外升學管道，提供二中學子更多元、更廣闊的升學進路。

為提供本校有志到美國就學的同學一個更便捷的升學管道，本校於2021年(民國110年)3月4日與美國箴言高中(Living Word Lutheran High School)簽訂MOU。參加計畫學生每年需繳交美國箴言高中學費，而透過兩校學分折抵的機制，補足不足的課程時數後，可同步取得臺中二中及美國箴言高中兩校的畢業證書，並保障錄取美國伊利諾大學等合作簽約學校。

本校致力於國際教育交流已有二十年，近年更努力為同學前往國際鋪路，積極提供、擴展二中學子進入國際級大學就讀的平臺。