Pembinaan bangunan SMK Bukit Sentosa bermula pada 21 Mei 1996 dan telah dibuka dengan rasminya pada 1 Januari 1998. Bangunan sekolah ini disumbangkan oleh Talam Industries Sdn. Bhd. Keluasan sekolah ini adalah seluas 9 ekar dan kos pembinaan memakan belanja sebanyak RM 4.25 juta. Bangunan ini telah didirikan di atas Lot 1069 dan sebanyak 6 blok telah di bina.
Bangunan sekolah ini telah diserahkan kepada Tuan Haji Kamaruddin Mansur selaku Pegawai Pendidikan pada 1 Januari 1998 oleh Dato Dr. Ir Tan Ah Cye merangkap Pengarah Utusan Talan Sdn. Bhd.
SMK Bukit Sentosa mula diterajui oleh Encik Manap bin Jarkasi yang berkhidmat dari tahun 1998 sehingga 2000. Seterusnya, sekolah ini diketuai oleh Puan Hajah Maimunah binti Nazarene dan beliau berkhidmat di sekolah ini dari tahun 2000 sehingga 2009. SMK Bukit Sentosa berada di bawah pimpinan Tuan Haji Mat Jah bin Roslan yang telah memulakan tugas beliau sebagai pengetua di sekolah ini pada tahun 2009 sehingga 16 Julai 2010. Kini, SMK Bukit Sentosa di bawah pimpinan Tuan Haji Abdul Karim bin Ihwan. Beliau mula bertugas di sekolah ini sejak 11 Ogos 2010.
