A escola sede do Agrupamento Vertical de Penafiel Sudeste é a Escola Básica dos 2.º e 3.º Ciclos de Penafiel N.º 3, situada na Rua do Cruzeiro das Lampreias, 551, pertencente à freguesia de Cabeça-Santa, concelho de Penafiel, os quais estão circunscritos ao Distrito do Porto. Nesta escola são leccionados o 2º e 3º ciclo do ensino básico oficial, servindo as freguesias de Cabeça Santa, Rio de Moinhos, Boelhe, Peroselo, Luzim, Vila Cova e Abragão.
Esta escola passou a sede do agrupamento no ano lectivo 2003/2004, denominado por Agrupamento de Escolas de Penafiel Sudeste. No referido ano, já pertenciam os actuais Jardins-de-infância e as Escolas do 1º ciclo.
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