长沙市实验小学前身为湖南官立初等第一小学堂，创建于1905年（光绪31年），九易校名。1983年12月经长沙市人民政府批准，更名为长沙市实验小学，由长沙市教育局直接管理。2006年8月，学校从长沙市蔡锷路顺星桥38号整体搬迁至岳麓区含光路八方小区D区。

近年来，全校教师获得国家、省、市级数百项科研成果。学校先后获得全国优秀少先队集体、湖南省红领巾示范学校、湖南省两型示范创建单位、湖南省经典诵读特色学校、湖南省语言文字工作规范化示范校、湖南省规范汉字书写教育特色校、湖南省科技创新教育基地示范校、湖南省基础教育课程改革样板学校等多项殊荣，并被湖南省篮协授予湖南省青少年篮球后备人才基地、湖南省校园诗词创作基地。