O Ensino Médio é a etapa final da educação básica, quando o jovem tem oportunidade de aprofundar e ampliar os conhecimentos adquiridos no Ensino Fundamental e de solidificar o estudo e o aprendizado como hábito e habilidade que trarão benefícios a ele e à sociedade em que se insere. No Ítaca, é o momento de exercitar com maior desenvoltura a autonomia; de escolher áreas de atuação intelectual ou profissional, de pensar criticamente e descobrir maneiras cada vez mais variadas de conhecer.

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A grade curricular do Ensino Médio do Ítaca inclui todas as áreas determinadas pela Lei de Diretrizes e Bases da Educação no Brasil: língua portuguesa e literatura brasileira, língua inglesa, arte, educação física, oficina de texto, matemática, física, química, biologia, história, geografia, filosofia. Além dessas disciplinas, o Ítaca ainda oferece história da arte e o espanhol como segunda opção de língua estrangeira. Os alunos experimentam a leitura de clássicos da literatura nacional e estrangeira, incluindo Shakespeare, Goethe e gregos. A expressão artística e corporal pode ser explorada em atividades de capoeira e teatro. O xadrez, apresentado aos alunos desde o Ensino Fundamental por meio de oficinas, é desenvolvido também no Ensino Médio.

Nas três séries do Ensino Médio, os alunos do Ítaca optam também por participar de pelo menos um dos três Cursos Especiais oferecidos a cada semestre além da grade curricular. Os Cursos Especiais são planejados no âmbito de "Ciencias Humanas e suas Tecnologias", "Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias" ou "Linguagens, Códigos e suas Tecnologias". Especialistas e profissionais de diversas áreas são convidados para desenvolver esses cursos.

Ao mesmo tempo, o corpo docente auxilia na aplicação de testes simulados de vestibular e do Enem, de acordo com provas formuladas pelos melhores cursinhos pré-vestibulares da cidade. O trabalho de Orientação Vocacional também é oferecido aos alunos do segundo ano do Ensino Médio.