Stadsfullmäktige sa att utvecklingen av Bannerdale, utanför Carter Knowle Road, inte utgjorde någon hälsorisk.
Den sade att den hade genomfört omfattande undersökningar av eventuella risker.
Kampanjdeltagarna har uttryckt oro över eventuella hälsorisker och ökad trafik om bygget fortsätter.
Mer om denna berättelse och andra på Local Live Yorkshire
Utvecklingen, som omfattar idrottsanläggningar och ett 1 200-tal gymnasium, väckte över 80 invändningar.
Men Joel Hardwick, skolchef vid Sheffield City Council, sade: " Det är verkligen viktigt att betona att vi aldrig skulle bygga en skola på mark som var osäker.
"Vi vet att det är en lämplig och säker plats att bygga en utmärkt ny skola för att tjäna sydväst om Sheffield."
Myndigheten sade att födelsetalen i Sheffield hade ökat med 25 % sedan 2002, med ytterligare 1 000 barn per år som började skolan.
Det sade att det område som öronmärkts för skolan var en populär plats för unga familjer och de ytterligare platser som behövdes för att möta efterfrågan.
Motståndare sade luftföroreningar och trafikstockningar var redan ett problem i området och skulle göras värre av skolan, som de hävdade inte behövdes.
De gav också upphov till farhågor om eventuella hälsorisker med avfall från den tidigare deponeringsplatsen och förlusten av grönområden.
Planerna godkändes vid ett möte på tisdag.
Planer för att bygga en skola på 25 meter på en före detta deponi i Sheffield har godkänts, trots oro över lämpligheten i området.