3면마다 1개의 공립보통학교 설립을 목적으로 하는 일제 당국의 3면1교제(三面一校制)에 의해 설립되었다. 1919년 4월 18일 4년제 미원공립보통학교로 개교하였다. 가평 지역에서는 세 번째 근대식 학교이다. 1934년 6년제로 개편되었고, 1939년 미원공립심상소학교, 1941년 미원국민학교로 교명을 변경하였다.
1965년 엄소분교장, 1966년 송산분교장, 1988년 장락분교장을 설치하였다. 1994년 위곡국민학교를 위곡분교장으로 편입하였다. 이후 학생 수가 감소하면서 송산·엄소분교장은 본교에 통폐합되었다. 1996년 미원초등학교로 교명을 변경하였다.
교훈은 ‘꿈과 지혜를 모아 스스로 공부하는 어린이’이다. 2009년부터 돌봄학교를 운영하여 소외 계층 학생들의 복지와 교육 활동을 지원하고 있으며, 물·별·숲생태체험교실 운영을 통하여 학생들의 환경 의식 고취와 정서 순화에 노력하고 있다. 또한 수차례 다문화정책연구학교를 운영하는 등 다문화 이해 및 정체성 함양을 위한 교육에 지속적 관심을 기울이고 있다.
2010년 6월 현재 본교 14학급 341명, 장락분교장 4학급 14명, 위곡분교장 3학급 28명으로 구성되어 있다. 교직원은 총 46명이 재직하고 있다. 2010년 2월 제89회 졸업식을 하였고, 총 7,185명의 졸업생이 배출되었다.