上海市民办桃李园实验学校前身为嘉定县（区）实验中学，始建于1985年，原位于嘉定区梅园路，2000年迁至嘉定区北大街今址。校园占地60亩，校舍总面积20588m2，有教学大楼三幢，行政办公楼一幢，另有图书馆楼、艺体楼、学生食堂等辅助建筑；学生公寓于2003年6月竣工。学校教学设施完备，环境优美，校园内绿树成阴，鸟语花香，为上海市花园单位。
原嘉定县（区）实验中学依托嘉定古城深厚的历史人文背景，依靠“以学生发展为本”的先进教育理念和各科同步教改整体优化的教育实验，培养的学生素以整体素质好、发展后劲足、活动能力强、升入市重点高中比率高而获得普遍的好评，成为本区小学毕业生择校的首选目标。
2001年嘉定区实验中学转制为民办希望城初级中学。2002年2月，在嘉定区政府、区教育局的支持下，由企业出资置换，学校性质又由原来的公办转制学校变为纯民办学校，并更名为桃李园实验中学。原嘉定区实验中学18年的办学历程为桃李园实验中学提供了丰厚的经验积累和文化积淀；学校性质改变后，灵活的办学机制、日益完善的教育设施和不断优化的师资队伍，更为学校的发展开启了广阔的空间。
为延长实验周期，2002年10月经教育主管部门批准，桃李园实验中学改变办学层次，自2003学年度起增设小学部，最后定名为上海市民办桃李园实验学校，并定于2003年暑假开始招收小学一年级、六年级（初中预备班）新生。办学层次改变后，桃李园实验学校将充分显示科学实验对提高办学质量和提升学校品位的作用。
桃李园实验学校小学部由全国著名特级教师、“愉快教育”创始人倪谷音担任常年顾问，由上海市教科院和教研室指导设计整体实验方案。方案重视中华传统文化、外语、艺术、电脑等素养的早期开发、培养。设有专门的钢琴房、活动室、书画室、乒乓室和茶艺室；每间教室配有电脑和电视机。教学任务除由本市、本区资深教师担任外，还向全国招聘优秀教师。