Kauno miesto darbo žmonių deputatų tarybos vykdomojo komiteto 1976 m. birželio 30 d. sprendimas Nr. 332 - „Dėl 36-tos vidurinės mokyklos atidarymo ir 8-os aštuonmetės mokyklos uždarymo Palemone“.
1976 m. rugsėjo 1 dieną Palemone pradeda veikti Kauno m. 36-toji vidurinė mokykla. Jos direktore paskirta Irena Leliūgienė.
Per dešimtmetį mokykla išleidžia 7 abiturientų laidas. Mokyklą baigia 3 aukso ir 3 sidabro medalininkai.
Veikia kino teatras „Marių banga”, daug kartų tapęs respublikinių apžiūrų ir konkursų nugalėtoju, mokinių savivaldos padalinys „Deputatėliai” - padėjėjų kolektyvas prie Palemono deputatų grupės.
R. Samulevičiaus, S.Samulevičienės ir A.Samuolio atminimo kambarys, kuriame įkurtas ir S.Samulevičienės žaislų muziejus. Kelerius metus mokyklos sporto bazė yra geriausia mieste.
1986 m. Kauno jauniesiems poetams pradėti organizuoti poezijos pavasarėliai „Pirmosios kregždės”.
Puoselėjamos popamokinio ugdymo tradicijos – stiprūs orientacinio sporto, turizmo, modeliavimo būreliai. Mokykloje veikia vokalinis – instrumentinis ansamblis, folkloro ansamblis „Veliuokas“, tautinių šokių būrelis.
Mokyklai bendradarbiaujant su Kauno tiltų statybos valdyba Nr.1, mokiniai vasaras leidžia darbo ir poilsio stovyklose „Talkininkas“, padėdami tiesti greitkelį „Kaunas -Klaipėda“.
1987-1996
1989 m. mokyklos bendruomenės ir Kauno miesto mero V.Adamonio sprendimu Kauno 36-tąją vidurinę mokyklą pradeda vadinti Palemono vidurine mokykla. Tais pačiais metais įkurtas centras „Mokykla – mikrorajonas”. Į centro veiklą įsijungia daug Palemono gyventojų, organizuodami renginius, dirbdami su paaugliais.
1991 m. mokyklos direktoriumi paskiriamas J.Strašunskas, 1992 m. – J.Intas, 1994 m. - O.Dičkienė.
Per dešimtmetį mokykla išleidžia 10 abiturientų laidų. Mokyklą baigia 8 sidabro medalininkai ir 3 su pagyrimu.
1996 m. nuo 2 kl. mokiniai pradedami mokyti ankstyvosios , o nuo 5 kl. – pagilintos anglų kalbos.
1995 m. sukuriama mokyklos atributika: himnas, vėliava ir herbas. Veikia mokyklos taryba - aukščiausia savivaldos institucija.
Mokykloje tradiciniais tampa Lietuvos nepriklausomybės švenčių minėjimai, 11–okų krikštynos, „Šimtadieniai“, šauniausiųjų moksleivių konkursas, muzikos diena, „Gerumo“ akcijos, aerobikos šventė, tėvų ir mokytojų vakaronės ir kt. Moksleiviai po pamokų be tradicinių būrelių renkasi sportinių šokių, dramos studijos ir kt. užsiėmimus. Įkuriama Jūrų skautų organizacija.
1996 metais pradedamas leisti mokyklos laikraštis „Korys“.
1997-2006
Per dešimtmetį mokykla išleidžia10 abiturientų laidų. 10 mokinių mokyklą baigia su pagyrimu.
1997 m. Seimo narės L. Andrikienės iniciatyva atidaryta nauja kompiuterių klasė.
Nuo 2000 m. mokykla tampa profiline: 11-12 kl. moksleiviai mokomi pagal humanitarinį ir realinį profilius.
Mokykloje savanoriškumo principu pradeda veikti mokinių savivalda - Mokinių seimas.
Pradedamas kurti mokyklos muziejus.
Ypatingai suaktyvėja projektinė veikla. Dalyvaujama tarptautiniuose, respublikos ir miesto projektuose: „Sveika mokykla“, „Sveiki dantys“, „Rūkymo prevencija“, „Jaunimo iniciatyva“, „Gimtinė“, „Veiksmo diena“, „Vaikų vasaros poilsis“, „Pažinimas“, „Jaunimo vietos informacinis centras“, „Mums gera čia“.
Laimėti finansavimai 2 Europos Socrates Comenius mokyklų bendradarbiavimo bei 2 kvalifikacijos tobulinimo projektams.
2003 m. jaunieji konstruktoriai pagamina didžiausią Lietuvoje dėžinį aitvarą.
Stiprus papildomas ugdymas: sportinių šokių klubas „Svaja“, merginų choras, folkloro ansamblis „Bitula“, lengvoji atletika, futbolas, turizmas, dailės studija.
2007-2010
Geri mokinių pasiekimai miesto ir respublikos dalykinėse olimpiadose. 6 abiturientai mokyklą baigia su pagyrimu.
Pradedamas mokyklos renovavimas. Pakeisti 2/3 mokyklos langų, renovuota sporto salė, fojė.
Dalyvaujant Mokyklų modernizavimo projekte įrengtos 6 mokytojų darbo vietos, vaizdo stebėjimo kameros, 2/3 mokyklos kabinetų turi internetinę prieigą. Mokykla pradeda naudoti elektroninį dienyną.
Toliau dalyvaujama įvairiuose projektuose: „Zipio draugai“, „Verslumo ugdymas“, „Merginų gebėjimų stiprinimas“, vaikų vasaros poilsio stovyklos „Bitinėlis“, „Vaivorykštė“, „Vasarėlė“, „Mums gera čia“, „Mokykla - antri namai“ ir kt. Laimėtas finansavimas Comenius mokyklų bendradarbiavimo ir kvalifikacijos tobulinimo projektams iš Švietimo mainų paramos fondo.
Toliau tęsiamos mokyklos tradicijos – organizuojami poezijos pavasarėliai, šimtadieniai, valstybinių švenčių minėjimai, sveikatingumo dienos.
Mokykla aktyviai bendradarbiauja su Palemono bendruomenės centru, Palemono bažnyčia ir Saleziečių vienuolynu, Caritu.
Aktyviai veikia Mokyklos Taryba bei Mokyklos mokinių seimas.
Plėtojamas neformalus ugdymas mokykloje: veikia ir gerų rezultatų pasiekia futbolo, lengvosios atletikos, orientacinio sporto, turizmo, dailės būreliai, folkloro ansamblis „Bitula“, sportinių šokių klubas „Svaja“ ir kt.
2011-2020
Toliau vykdomas mokyklos renovavimas. Iki 2011 m. renovuota aktų salė, skaitykla, 2013 m. – biologijos ir konferencijų kabinetai, 2014 m. – geografijos, chemijos, fizikos kabinetai.
2011 m. švenčiamas mokyklos 35 m. jubiliejus.
2012 m. mokykloje naudojamas elektroninis dienynas.
Geri mokinių pasiekimai miesto ir respublikos dalykinėse olimpiadose, konkursuose.
Mokykla aktyviai bendradarbiauja su Palemono bendruomenės centru, organizuodama bendrus renginius.
2012 m. įsigyjami lauko treniruokliai.
Mokykloje aktyviai dirba Ugdymo karjerai darbo grupė, Metodinė taryba: organizuojama daug renginių, susitikimų, konferencijų, išvykų, gerąja patirtimi dalijamasi ne tik mokykloje, bet ir miesto bei šalies parodose, konferencijose.
Toliau tęsiamos mokyklos tradicijos – organizuojami poezijos pavasarėliai, šimtadieniai, valstybinių švenčių minėjimai, sveikatingumo dienos.
Aktyviai dalyvaujama daugelyje tarptautinių, respublikos, miesto ir mokyklos projektų.
2012 m. pradedamas naujas Comenius daugiašalis dvejų metų trukmės projektas "LET‘S MEET WHERE OUR CULTURES MEET" („Susitikime ten, kur susitinka mūsų kultūros“).
Mokykloje plėtojamas neformalusis ugdymas. Veikia ir gerų rezultatų pasiekia futbolo, orientacinio sporto, turizmo, dailės būreliai, mokyklą garsina ne tik respublikoje, bet ir Europoje folkloro ansamblis „Bitula“, sportinių šokių klubas „Svaja“.
Pertvarkyta (nuo 2015 m. kovo 1 d.) Kauno Palemono vidurinės mokyklos struktūra pakeičiant mokyklos tipą iš vidurinės mokyklos į gimnaziją. Pakeistas Kauno Palemono vidurinės mokyklos pavadinimas į Kauno Palemono gimnazija. Patvirtinti Kauno Palemono gimnazijos nuostatai. (Protokolas 2015 m. sausio 22 d. Nr. T-18 )
Nuo 2015-ųjų m. rugsėjo 1-osios dienos gimnazijai vadovauja Ramunė Baniulienė.
Startuoja ir sėkmingai įgyvendinamas projektas „Gabių mokinių klubas“.
Gimnazija apdovanota Švietimo ir mokslo ministerijos specialiuoju prizu už pilietinės akcijos „Atmintis gyva, nes liudija“ įgyvendinimo idėją ir Švietimo ir mokslo ministerijos padėkos raštu - už aktyvų dalyvavimą judriosiose pertraukose.
Įgyvendinamas tarptautinis „Erazmus+“ projektas „Žalioji ekonomika“.
Gimnazijos merginų slidinėjimo komanda tampa Lietuvos mokinių sporto žaidynių čempionėmis.
2016 m. baigtas gimnazijos langų keitimas.
Įrengtos naujos moderni edukacinės erdvės pradinių klasių korpuse.
Įrengta „Gamtos klasė“, „Gamtos klasė II“.
Atnaujintas ir pradėtas naudoti antrasis mokyklos pagrindinis išėjimas.