Istnienie Szkoły Zawodowej w Żninie datuje się od roku 1890, a więc jeszcze za czasów zaboru niemieckiego. Szkoła ta nazywała się wówczas Vortbildungsschule i mieściła się w niewielkim domu przy ulicy Śniadeckich (obok kościoła NMP). Uczęszczało tam około 40 terminatorów. W pierwszych latach po I wojnie światowej przystąpiono do organizowania polskiej szkoły zawodowej w Żninie. Jej pierwszym kierownikiem był rektor Zenon Synoradzki. W niektórych międzywojennych latach ilość uczęszczających przewyższała liczbę 100.

        Po latach wojennego zamętu (II wojna światowa) szkołę reaktywowano już w kwietniu 1945 r., mieściła się w budynku dzisiejszego Zespołu Szkół Specjalnych przy ul. Mickiewicza. W pierwszym roku uczęszczało tu 182 uczniów w 6-ciu klasach. W roku 1947 szkoła przyjęła nazwę Publiczna Średnia Szkoła Zawodowa w Żninie. Od 1950 r. oficjalna nazwa szkoły brzmi Państwowa Szkoła Metalowa w Żninie.

       Od 1962 r. nazwa zmieniła się na Zasadnicza Szkoła Zawodowa. Szkoła nastawiona była głównie na szkolenie ślusarzy uniwersalnych. Posiadała filię w Janowcu Wielkopolskim. Czynnych było 7 klas filialnych, w których uczyło się 241 uczniów. W 1973 r. szkoła otrzymała nowe obiekty przy ul. Browarowej, budynek szkolny i warsztaty z parkiem maszynowym. Otrzymała również sztandar i imię Bojowników o Wolność i Demokrację.

        W 1976 r. szkoła przekształciła się w Zespół Szkół Mechanicznych w Żninie, w którego skład wchodziły ZSZ, ZSZ Dokształcająca, Liceum Zawodowe, Szkoła Przysposabiająca do Zawodu, Technikum Mechanizacji Rolnictwa, Technikum Mechaniczne dla Pracujących. Szkoła zatrudniała 38 nauczycieli przedmiotów ogólnych i zawodowych.
Natomiast w 1984 r. powstało 5-letnie Technikum Mechaniczne. Zespół Szkół Mechanicznych w Żninie kształcił młodzież zyskującą po ukończeniu technikum lub zasadniczej szkoły zawodowej kwalifikacje w różnych zawodach, przede wszystkim jako wyspecjalizowani tokarze i ślusarze.

        W 1992 r. oddano do użytku nowe skrzydło szkoły o powierzchni 1790 m2. W ZSM w 33 oddziałach uczyło się wówczas 936 uczniów, a w warsztatach szkolnych pobierało naukę 400 uczniów w 12 działach. W 2001 r. nastąpiło połączenie dwóch żnińskich szkół: Zespołu Szkół Mechanicznych i Technikum Technologii Żywności, w wyniku czego powstał Zespół Szkół Techniczno-Technologicznych. Dyrektorem nowo powstałej placówki dydaktycznej został mgr inż. Leszek Kowalski.

       Wraz z wejściem w życie reformy szkolnictwa ponadgimnazjalnego, zgodnie z uchwałą Rady Powiatu w Żninie z 28.12.2001 ZSTT przekształcił się w Zespół Szkół Ponadgimnazjalnych. Szkoła daje możliwość kształcenia w liceum ogólnokształcącym, liceum profilowanym, technikum technologii żywności, technikum mechanicznym, zasadniczej szkole zawodowej w zawodzie operator obrabiarek skrawających oraz w zasadniczej szkole zawodowej dla młodocianych pracowników.

        W 2004 roku szkole nadano imię Marii Karłowskiej.