1979년 11월 8일 정신박약아를 위한 청주특수학교 설립 인가를 받아, 1980년 4월 23일 1학년 20명으로 개교하였다. 1981년 3월 30일 1개 학년 2학급씩 학급 증설을 인가받았다. 1982년 3월 31일 청주혜원학교로 교명을 변경하였다. 1985년 11월 30일 유치부 및 중학부 설치인가를 받았다. 1988년 9월 16일 고등부 설치를 인가받았으며, 충청북도 교육청 지정 특수학교 시범학교로 운영되어 특수학교 사범 운영 보고회를 가졌다.
1995년에는 제28회 전국 특수학교 기능실기 경연대회를 개최하였다. 1996년 1월 29일 전공과정 설치를 인가받았고 1997년과 1998년에는 직업보도실과 전공과 직업보도실을 증축하였다. 2001년과 2004년에는 각각 특수교육 시범학교 운영 보고회와 충청북도 교육청 지정 안전교육 시범학교 보고회를 가졌다.
청주특수학교가 그리는 인간상은 자립 자활하는 건강한 사회인으로 ‘건강인, 자주인, 도덕인, 정서인, 기능인’이 되는 것이며, 교목은 은행나무이고 교화는 장미이다. 2010년 노력중점사항은 기본교육 충실, 소질계발 교육, 장애극복 보상교육을 계획하였으며 구체적인 사업내용은 개별화교육 강화, 기본생활능력 신장, 교수학습 방법 개선, 맞춤형 방과 후 교육 실시, 치료지원 확대 등이다.
지난 2010년 4월 충북장애학생체육대회에서는 금 17개, 은 9개 그리고 동 9개의 메달을 획득하여 지적장애 부분에서 종합우승을 하였다. 2010년 4월 현재 27학급(초등학교 8학급, 중학교 10학급, 고등학교 9학급)으로 편성되어 있으며, 171명의 재학생과 64명(전일제 강사 10명 포함)의 교사로 구성되어 있다.