時習館高校の最大の強みは、国公立大学を中心とした強固な進路実績にあります。特に地元最高峰である名古屋大学への合格者数は、毎年40〜50名規模を安定して記録しており、名大合格者数ランキングでは全国トップクラスの常連校です。
最難関とされる東大・京大合格実績においても、東京大学に例年3〜8名、京都大学に10〜20名前後が合格しています。さらに、名古屋大学や浜松医科大学をはじめとする国公立大学医学部医学科、東京工業大学（東京科学大学）、一橋大学、大阪大学、神戸大学といった難関国立大への進学者が学年の大きな割合を占めます。
私立大学に関しても、早稲田大学、慶應義塾大学、東京理科大学、明治大学、同志社大学、立命館大学などの難関校に多数の合格者を出していますが、多くの生徒が第一志望として国公立大学を目指す傾向が強い点も特徴です。単なる詰め込み教育ではなく、後述するSSH事業を通じた論理的思考力の養成が進学実績を支える原動力となっています。
