清华附小的前身始建于一九一五年的成志学校，是专为清华早期教职员子弟而设。诺贝尔奖获得者杨振宁博士，著名物理学家、两弹元勋邓稼先都曾在成志学校学习过。冯友兰、朱自清等著名教授都曾先后担任成志学校董事会成员，抗战爆发后，大学南迁，小学暂时解散，直到一九五二年正式命名为清华附小。
随着祖国教育事业的不断发展，附小经历了近一个世纪的风雨历程，先后荣获北京市教育先进集体、海淀区教育现代化试点学校、北京市田径传统学校、区办有特色的先进学校、区音乐窗口校等光荣称号。随着清华大学创建世界一流大学的进展，清华大学——清华附中——清华附小自1996 年开始启动《面向 21 世纪“一条龙”整体改革的研究与实验》，已初见成效。
清华附小得益于清华大学“自强不息，厚德载物”校训影响，受“严谨、勤奋、求实、创新”学风熏陶，形成了清华附小独特的校园文化氛围。近年来，附小全体教职工全面实施素质教育，以“全面育人、办有特色”为宗旨，发挥学校优势，取得了较好的成绩。学生参加国际、全国、市、区各项竞赛多次获奖，电视台多次播放有关附小教育教学的节目，在市区享有一定的声誉。目前，附小师生正在以示范校为标准开展争创一流校的活动，为建设高素质、高水平的师资队伍，培养基础扎实学有特长的各类人才，使附小成为国内一流世界知名的学校而努力。