1895년에 공포된 「소학교령」에 의거하여 1896년 5월 1일 한성부(漢城府: 지금의 서울)의 관내에서 공립 한성소학교(漢城小學校)로 개교하여 초대 교장에 박낙훈(朴洛勳)이 취임하였다.
설립 당시는 수업연한 3년에 2학급을 설치하였고, 교과목은 수신(修身: 도덕)·독서·작문·습자(글씨연습)·미술·체조 등이었다. 1906년 한성공립보통학교로 교명을 변경하였고, 1908년 미동공립보통학교로 개칭하면서 서울시 서대문구 미근동 현재의 위치로 교사를 이전하여 제1회 졸업생을 배출하였다.
1910년 이후부터의 교과목은 수신·국어·한문·일본어·산술·이과(理科: 자연·실과)·창가·체조·도화(圖畵: 미술)·수공·재봉·수예·농업·상업초보 등이었고, 1913년 21명의 여성 졸업생을 배출한 것 이외에는 개교 이후 1929년까지 남학생만을 교육하였다.
1939년 경성미동공립심상소학교, 1941년 경성미동공립국민학교, 1946년 서울미동국민학교, 1996년 3월 서울미동초등학교로 교명을 변경하였다. 2004년 에듀케어실, 2005년 학습자료실, 2007년 ‘꿈의 미술실’을 개관하였다.
2010년 현재 특수학급 1학급을 포함하여 31학급에 총 875명의 학생이 재학하고 있다. 교직원은 54명이 재직하고 있고, 102회 졸업식을 거치면서 총 4만 6,862명의 졸업생을 배출하였다.
교훈은 1950년대 이전에는 ‘참된 어린이’로 인간교육에 중점을 두었고, 1960년대는 ‘공부하는 어린이’로 입시교육의 일면을 보여주었으며, 1970년대는 ‘서로 돕는 어린이’로 협동과 봉사정신이 함양된 새마을교육에 중점을 두었다. 현재는 ‘참되게(德), 슬기롭게(智), 씩씩하게(體)’로 방정환(方定煥)의 참뜻을 실천하는 어린이 육성에 힘스고 있다.
2000년 서울교육대학교 교육실습 협력학교, 2004년 방과후 특별활동 선도학교, 2009년 교육실습 협력학교에 지정되었고, 2003년 ICT활용 교육 우수학교, 2006년 학교교육과정 우수학교, 2008년 전국 100대 교육과정 공모 독서분야 최우수학교, 2009년 영재교육 우수학교에 선정되었다.
1986년 아시아게임, 1988년 서울올림픽 개·폐회식에 태권도부 200명이 태권도 시범공연에 참가하여 1989년 올림픽 유공학교로 대통령 표창을 받았고, 2010년에는 미국 방문 시범공연을 가졌다. 1988년 미동사료관을 건립하여 학교의 역사를 한 눈에 볼 수 있게 하였다.