桐生第一高校の存在を全国区に押し上げた最大の原動力は、輝かしい部活動の実績です。とりわけ桐生第一高校 野球部は、1999年夏の全国高校野球選手権大会（甲子園）において、エース正田樹投手を擁して群馬県勢初の全国制覇を成し遂げた歴史を持ちます。その後も春夏通じて幾度となく甲子園の土を踏み、プロ野球界へも多くの逸材を送り出してきました。
また、桐生第一高校 サッカー部も高円宮杯 JFA U-18プレミアリーグやプリンスリーグ関東、全国高校サッカー選手権大会への出場を争う北関東屈指の強豪です。人工芝グラウンドをはじめとする充実したトレーニング環境が整備されており、Jリーグクラブのユース出身者や県内外の有望株が多数集結しています。
卓越した競技実績は、卒業後の進路にも直結しています。スポーツ推薦を活用した有名私立大学（関東学院大、日本大、国士舘大、上武大など）への進学ルートが強固に確立されており、競技を継続しながら大卒資格を目指すアスリートにとって有力な足がかりとなっています。
