附中堅持以人為本，尊重學生，尊重個體差異，形成了“挖掘潛能、尊重多元、兼收幷蓄、海納百川”多元文化。附中秉承辦學理念，在開設多元課程的基礎上，開展豐富多彩的文化活動，為每一個學生提供有針對性的、最合適的教育，為學生的多樣化發展提供舞臺。包羅萬象、多姿多彩的校園文化，陶冶情操、啟迪智慧、浸潤心靈、砥礪品行，讓每一名學生明確自身定位與發展方向，在活動中不斷提升核心素養，在快樂中幸福成長。
附中圍繞核心素養，針對學生髮展所需的品格、人文、科學、藝術、健康等要素，組建了鍵盤樂器、合唱團、文心堂、數學俱樂部、相聲社等幾十個學生社團，多種途徑、多個渠道、多種形式為學生搭建素質教育平臺。學生實現了主動發展、健康成長，放飛人生的夢想。
每年一屆的校園文化藝術節，涵蓋了詩歌朗誦比賽、器樂舞蹈展演、歌唱比賽、相聲展演、書法展示、繪畫展示等活動。心育節中，學生誦讀國學，感受中華文化的豐厚博大；用濃淡水墨，感受美、欣賞美、品味美和表現美、創造美；在心理劇中體味人生哲理；用照片展現了光與影交相輝映的美好瞬間，展現多姿多彩的校園。附中還與天津權健足球俱樂部進行合作，包括成立長期聯誼交流、深度融合的校園基地，為權健的中超賽場主場全權負責培訓選拔志願者，共同推廣足球進校園等諸多內容。師生共同編輯的《天大附中校報》、《天大附中校刊》，每月一期，給學生搭建了表達自我，激揚青春、追逐夢想的舞臺，記錄了師生成長足跡，見證了附中的飛速發展。多元文化豐富了學生課餘生活，彰顯了附中多元成功教育特色。
天津大學附屬中學依託天津大學的優質豐富教育資源，邀請天津大學、武漢大學、臺灣大學等國內知名教授、著名作家指導學生活動，最大限度滿足學生個性發展的需要。附中建成全國唯一的“嫦娥探月工程”主題創新實驗室，將科技前沿、當前熱點與高中多學科知識整合，培養了學生的創新意識和動手實踐能力。附中機器人社團在全國科技活動週中，獲得大賽最佳創意獎、二等獎、三等獎等諸多獎項。
2014年，在南開區中學生辯論賽中，在“北洋杯”校園辯論賽中脫穎而出的天大附中辯論隊，一路過關斬將，力壓群雄，勇奪冠軍。2015年，在南開區學校文藝展演戲劇比賽中，天大附中代表隊獲得一等獎。2016年，在南開區文藝展演誦讀比賽中，天大附中代表隊榮獲一等獎、集體舞比賽一等獎。2017年全國中學生生物學聯賽中，多位同學斬獲全國二等獎、三等獎。2017年，在南開區運動會上，天大附中初中代表隊、高中代表隊均獲團體第二名……