学校历史上海市实验学校前身是上海师范大学教育科学研究所"中小学教育体系整体改革实验班"，1986年学校由上海市人民政府发文成立，1987年江泽民同志亲自参加学校落成典礼并题写校名，同时参加落成典礼的还有陈铁迪、谢丽娟和王生洪等市领导。1993年，时任中共上海市委副书记陈至立同志在上海市教育局局长袁采陪同下，前来学校调研。1994年高教局局长徐匡迪视察学校情况。1995年成为上海市教委直接领导的一所市重点学校。上海市实验学校是一所集教育科研于一体的中小学十年一贯制的学校。
学校领导上海市实验学校第一任校长是恽昭世教授。她曾担任上海师大教育科学研究所所长，现任全国教育实验研究会副会长、上海市教育学会副会长。第二任校长张民选教授是香港大学博士、上海师大副校长、英国牛津大学特邀编审。第三任校长李酉亭教授是上海师大硕士研究生导师、全国教育实验研究会常务理事、上海教育学研究会副理事长。现任校长徐虹是本校唯一一位语文特级教师。
上海市实验学校名誉校长舒文，原上海市人民政府教育卫生办公室副主任、上海市人大常委会副主任。上海市实验学校顾问吕型伟，原上海市教育局副局长、全国教育学会副会长、著名教育家。
学校组成学校由以下四部分组成：
东明路校区：学校中学部(高中部 初中部，简称中学部)，占地110亩，现代化程度高，配有宿舍。
南码头路小学部:与东明路校区相距500米,设施齐全.
田林校区（国际部）：小学1一5年级，每个年级二个教学班，共10个教学班，2008界4年级学生和5年级境外班学生为最后
一届可通过校内验收考试升入中学部的田林校区学生，之后所有学生均为港澳台或其他国籍并不可参加验收考试。
其他教学点（协议办学）：明珠小学教学点、南汇教学点等，验收合格者进入本校中学部继续学习；
学校追求上海市实验学校正以教育科学研究为特色，探究办学规律，为培养新世纪优秀人才，争创上海市示范性、实验性学校而进行不懈的努力。
学校通过对学制、课程、教材、教法、教学管理等方面的整体改革，早期开发儿童智慧潜能，和谐发展学生个性，精致教育教学过程，培养具有自我发展能力和富有创造精神的优秀的中学毕业生，从而使学生在十六岁左右考入大学，在二十来岁就能进入创造发明最佳期。上海市=实验学校的学生具有终身学习观念和持续发展能力。
学校体制1．学制：
学校的基本学制为小学初中高中十年一贯制。同时学校根据学生认识发展的节奏和水平，因材施教，采用弹性学制。即大部分学生实行十年一贯制，少部分学生可以用不到十年或超过十年时间完成基础教育。
2．课程和教材：
1)小学语文-采用双脑识字；
2)实验数学-注重数学分支学科渗透和数学思想方法训练；
3)基础英语-使用英国牛津教材；
4)初中的科技教育、文科交汇、艺校科校、综合课程等已形成特色系列；
5)高中的选修课、研究性模块课程（1996年已经开设）、综合能力测评、社会考察 等已全面铺开；
6)学校按学习能力大纲要求开设系列化课程。
7)人民教育出版社正陆续出版实验学校自编的试验教材（目前已出版小学和初中语文教材）。
学校师资上海市实验实行专家治学，实验学校自办学以来，一直与上海师大教育科学研究所组成联合体，现在，学校又和上海师大中小学教育实验研究所组合成新的联合体，成为上海基础教育界唯一有研究所的学校。学校还聘用多名教授作为兼职顾问。学校的前任校长和现任校长都是上海师大教育学教授、硕士生导师，具有开阔的国际视野，先进的教育理念和丰富的教育经验。
学校拥有一流的师资，目前教师中校、区级以上骨干教师人数占55%，特级教师3人，区学科带头人3人。师资队伍来源由以下几部分：上海市实验学校本部；新区或外区骨干教师、师范大学优秀毕业生，教师年龄结构合理，老中青比例适当。学校拥有一批知名专家、特级教师、教授组成的发展顾问团，对学校教育教学质量保证体系的建立、完善和教师业务的提高提供指导与参谋。
学校集团上海实验学校教育集团旗下有5个附属学校（上海实验学校东校，致远中学，上海实验学校西校，上海实验学校附属光明学校，上海市实验学校附属小学），实行上实董事会制度，董事会全部都是教育界名士，理事长：张民生（原上海教委主任、现上海督学）副理事长：张民选（上海教委副主任）理事：项家祥（上海师大副校长）、尹后庆（上海教委副主任，原浦东社会发展局局长）、余利惠（上海教委副主任）、恽昭世（教育学家）、徐红（校长）顾问：吕型伟（教育学家，原上海教育局局长）
光荣历史上海市实验学校的高中部因为长期不从外面招生，所以高中部远远没有其他市重点有名。上海市实验学校自2002年连续4年高考100%升学率。一本率在80%以上。2004年高考全市第7名（平均分503分），2005年高考全市第5名（平均分507分 ），2006年全市第18，2007年全市第7（平均分497）。拿2004 和2005届为例：上海市实验学校2005年高考共有毕业生157人，上线率100%，一本率82.7%，本科率96.8%，专科率3.2%，平均分为506.74分，排列全市第五。 复旦大学32人、同济大学22人、上海交通大学16人、上海财经大学11人、华东师范大学8人、华东理工大学7人、上海外贸学院7人、上海大学7人、上海海事大学6人、上海外国语大学6人、华东政法学院4人、中国传媒大学3人，第二医科大学2人，东华大学5人，上香港理工大学1人。
