สวทน. และสำนักงานคณะกรรมการการอาชีวศึกษาได้ร่วมมือกันผลักดันการจัดตั้งโรงเรียนเทคโนโลยีฐานวิทยาศาสตร์นำร่องขึ้นแห่งแรกที่วิทยาลัยการอาชีพพานทอง จังหวัดชลบุรี (ปัจจุบันเปลี่ยนชื่อเป็น วิทยาลัยอาชีวศึกษาเทคโนโลยีฐานวิทยาศาสตร์ (ชลบุรี)) โดยมีเป้าหมายในการผลิตกำลังคนที่มีความสามารถในการประดิษฐ์คิดค้นเชิงเทคโนโลยี ซึ่งเปรียบเสมือนเป็นหัวรถจักรของการอาชีวศึกษาในการสร้างสรรค์นวัตกรรมทางเทคโนโลยีที่เป็นประโยชน์ต่อการเพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขันในระยะยาวให้กับภาคการผลิตและบริการ และนำไปสู่การยกระดับคุณภาพการจัดการอาชีวศึกษาในอนาคต และคณะรัฐมนตรีได้มีมติเห็นชอบให้มีการขยายจำนวนโรงเรียนเทคโนโลยีฐานวิทยาศาสตร์เพิ่มขึ้นอีก 4 แห่ง เมื่อวันที่ 6 พฤษภาคม 2552 คือ 

•  วิทยาลัยเทคนิคสุรนารี จ.นครราชสีมา         สาขาอุตสาหกรรม 
•  วิทยาลัยเทคนิคพังงา จ.พังงา         สาขาบริหารธุรกิจและพาณิชยกรรม 
•  วิทยาลัยเกษตรและเทคโนโลยีลำพูน จ.ลำพูน สาขาเกษตรกรรม 
•  วิทยาลัยอาชีวศึกษาสิงห์บุรี จ.สิงห์บุรี         สาขาคหกรรมธุรกิจ