1985年5月3日，深圳市人民政府正式批准成立，当年9月，深圳实验学校借用深圳园西小学校舍举行开学典礼；

1986年，深圳实验学校小学部建成；

1987年，深圳实验学校中学部建成；

1988年，深圳实验学校幼儿部建成，形成“一校三部”格局；

1998年，原深圳福田区华强中学与深圳实验学校合并，成为初中部，四部格局形成；

2001年，收购亚太（深圳）国际学校，在其原址举办深圳实验学校国际部；

2003年9月3日，深圳实验教育集团挂牌；

2004年至2007年，深圳实验学校陆续成立深圳实验教育集团幼教中心、培训中心、服务中心、口腔门诊部；

2002年至2007年，先后承办新亚洲幼儿园、盛世幼儿园、嘉宝田幼儿园、万科城幼儿园；2006年，原所属幼儿部划归深圳市国资委；

2007年，深圳市政府一次性偿还原国际部债务，校舍收归国有，成为公办深圳实验学校高中部；

2012年，深圳实验学校承办深圳实验星河幼儿园、深圳实验星河小学；

2015年，深圳实验学校承办大鹏实验幼儿园；

2018年，深圳实验学校承办深圳市第十高级中学，即深圳实验学校光明部；

2019年，深圳市光明区新城学校变更为深圳实验光明学校，由深圳实验教育集团托管，衷敬高校长担任法人；

2020年，深圳实验学校初中部拆迁，搬迁到中学部西楼办学；实验星河时代幼儿园、梅陇实验幼儿园、嘉宝田幼儿园、实验盛世幼儿园分别于龙岗区、龙华区和罗湖区签订转型协议书；

2021年，深圳实验学校大鹏实验幼儿园与大鹏区签订转型协议书。

2021年，深圳实验教育培训中心注销停办；

2021年，承办深圳实验学校高中园（坪山）；

2022年9月，深圳实验学校高中园招收高一新生；

2023年2月，初中部迁回原址新校舍办学；

2023年3月，与坪山区人民政府签署基础教育合作办学协议。