Το Γυμνάσιο Αγίου Ευστρατίου λειτουργεί από το έτος 1991-1992  και οι Λυκειακές τάξεις από το έτος 1994-1995.
Το σχολείο συστεγάζεται με το Νηπιαγωγείο και το Δημοτικό σχολείο, διαθέτει Εργαστήρια Πληροφορικής και Φυσικών Επιστημών και παρέχει δυνατότητα εκμάθησης δύο ξένων γλωσσών (Αγγλικά-Γαλλικά).

Ιστορία της εκπαίδευσης στο νησί

Οργανωμένη εκπαίδευση άρχισε να παρέχεται στα παιδιά του Αγίου Ευστρατίου κατά τα τελευταία χρόνια της περιόδου της Τουρκοκρατίας με την ευθύνη και εποπτεία της Εκκλησίας, στηριζόμενη οικονομικά και σε δωρεές των Αγιοστρατιτών του εξωτερικού. 
Το πρώτο διδακτήριο χτίστηκε μεταξύ των ετών 1875 και 1890 με χρηματική συνδρομή των Αιγυπτιωτών της Αδελφότητας «Ο ΑΓΙΟΣ ΕΥΣΤΡΑΤΙΟΣ» και με προσωπική εργασία των κατοίκων του νησιού. Η παλαιότερη αναφορά για την λειτουργία του σχολείου καταγράφεται στον ΚΩΔΙΚΑ της εκκλησίας (αριθ.44 σελ.65) από όπου συνάγεται ότι το σχολείο λειτουργούσε από το 1892.
Για τις δαπάνες λειτουργίας του σχολείου αρχικά ( 23 Ιουλίου 1895) αποφασίστηκε η επιβολή τέλους στα εξαγόμενα από το νησί προϊόντα και αργότερα (22 Ιουλίου 1902) τέλη φοιτήσεως εκ μέρους των μαθητών. 
Στις αρχές του 20ου αιώνα ο εφημέριος της Ελληνικής κοινότητας του Παρισιού, ο μετέπειτα Αρχιεπίσκοπος Σιναίου Πορφύριος ο Β΄, καταγόμενος από τον Άγιο Ευστράτιο, ζήτησε από τον Γρηγόριο Μαρασλή να χρηματοδοτήσει την ανέγερση σχολείου στο νησί. Ο τελευταίος ανταποκρινόμενος προσέφερε 500 χρυσά εικοσόφραγκα και ξεκίνησε η κατασκευή με σχέδια του αρχιτέκτονα Δ.Μεγαρέα. Λόγω του θανάτου του ευεργέτη και της εξάντλησης των χρημάτων ανεστάλη προσωρινά η ανοικοδόμηση, αλλά με την οικονομική συνδρομή του Πορφυρίου του Β΄ το έργο αποπερατώθηκε το 1909. 
Λόγω της καλής κατασκευής του διασώζεται μέχρι σήμερα  και αποτελεί το στολίδι του οικισμού. 
Το σχολείο διατήρησε την επωνυμία “Μαράσλειος και Λογοθέτειος Σχολή” μέχρι το 1928 και λειτούργησε μέχρι το 1969 οπότε και χτίστηκε το σημερινό σχολείο.
Στο αρχείο του σχολείου μας φυλάσσεται το Μαθητολόγιο του Δημοτικού σχολείου Αγίου Ευστρατίου που ξεκινά από το σχολικό έτος 1897-1898, διακόπτεται για τα σχολικά έτη 1909-1910 έως 1913-1914 (λείπουν οι αντίστοιχες σελίδες) και συνεχίζει από το σχολικό έτος 1914-1915 έως και σήμερα.
Υπάρχει επίσης το ιδιαίτερου ενδιαφέροντος βιβλίο ύλης του σχολικού έτους 1898-1899.