進学校としての真価が問われる出口戦略において、第一高校の進学実績は非常に高い安定感を誇っています。進路指導部の公開資料および卒業生追跡データによると、卒業生の約60%〜65%が国公立大学へ現役進学を果たしており、地方旧帝大（東北大・名古屋大・九州大・北海道大など）や東京大学・京都大学、東京工業大学（現・東京科学大学）といった最難関国立大学にも毎年2桁以上の合格者を輩出しています。
私立大学への進学状況に目を向けると、早稲田大学・慶應義塾大学・上智大学・東京理科大学などの難関私大グループ、ならびにMARCH（明治・青山学院・立教・中央・法政）や関関同立（関西学院・関西・同志社・立命館）に対し、延べ数百件規模の合格実績を記録しています。また、単に合格者数を稼ぐための併願受験ではなく、指定校推薦枠の豊富さも特徴であり、学内評定を高く維持した生徒が着実に志望校を決めていくルートも確立されています。
特筆すべきは、国公立大学医学部医学科や薬学部、理工系学部への合格率が近年伸長している点です。高校1年次から行われる丁寧な進路ガイダンスと、放課後や長期休暇中に実施される「難関大志望者向け特別講座」が機能しており、学校完結型に近い形で高い受験競争力を培うシステムが整えられています。
