O Ensino Médio (1ª a 3ª séries) recebe alunos já capacitados a absorver um currículo mais exigente. A escola aqui introduz atividades que propiciam o desenvolvimento da iniciativa, autonomia e liderança. No período da manhã, o Colégio oferece aulas da matriz curricular obrigatória, além de laboratórios de química e de microscopia.
No período da tarde, os alunos constroem a parte diversificada de sua formação, podendo escolher algumas das mais de 40 disciplinas optativas oferecidas, que atendem aos interesses individuais de cada aluno, sem custo adicional.

Todos os livros didáticos adotados no Ensino Médio estão em formato digital, e cada aluno os acessa por meio de seu iPad. Essa novidade agrega uma série de recursos que aperfeiçoam ainda mais o processo de ensino, como a visualização de vídeos e animações, a interação em tempo real entre alunos e professores, além da redução do peso do material didático. Na 3ª série, o Colégio fornece material didático próprio, também em formato digital, produzido pelos professores.
O sucesso com a introdução do iPad no Ensino Médio foi tão grande que no mesmo ano a escola foi convidada a participar do Apple Education Leadership Summit, uma conferência internacional promovida pela Apple, nos EUA, que reuniu escolas da América Latina que têm projetos de excelência em educação com a adoção de tecnologia em sala de aula. Acesse aqui e saiba mais sobre o projeto envolvendo o uso do iPad no Ensino Médio.
Além de toda a diversidade de disciplinas optativas, o Koelle oferece aos alunos do Ensino Médio mais recursos e atividades extracurriculares: orientação profissional com psicóloga; Bienal de Profissões; apoio ao vestibulando; gincana; atividades físicas; palestras; estudos de campo; excursões; monitorias; plantões e aulas de aprofundamento visando à participação em olimpíadas.