1907년 5월에 청주공립보통학교로 설립되었다. 수업연한은 4년이고 교사는 청주군청 부속건물을 수리하여 사용하였으며, 민영은 청주군수가 초대 교장을 겸임하였다.
1911년 4월 제1회 졸업생 31명을 배출하고 1914년 4월 청주사립보성여학교의 여학생을 편입시켜 여자 2학급을 처음으로 편성하였다. 1921년 1월에는 수업연한을 6년으로 연장하고 1928년 4월 남자 18학급, 여자 6학급으로 증설하였다.
1933년 6월 청주제일보통학교, 1937년 4월 청주영정공립보통학교로 개칭되었으며, 1938년 5월에는 고등과가 설치되고 교명이 청주영정공립심상고등소학교로 개칭되었다. 1939년 4월에 청주영정공립심상소학교, 1941년 4월에 청주영정공립학교로 개칭되었다가 1945년 9월 주성공립국민학교로 재개교하였다.
1946년 8월 고등과를 폐지하고 1948년 7월에 청주주성공립국민학교, 1949년 8월에 청주주성국민학교로 개칭하였고, 1996년 3월에 청주주성초등학교로 교명을 변경하였다. 1998년 3월 현재 17학급에 재학생 589명, 교원 24명이고 졸업생은 87회에 총 2만3186명을 배출하였다.
교육목표는 ‘도덕적인 사람, 건강한 사람, 학습하는 사람, 창의적인 사람, 경제적인 사람, 정서적인 사람’으로 되어 있으며, 교훈은 ‘바르고 튼튼하며 슬기로운 어린이’로 설정하여 바람직한 인간상을 추구하고 있다.
교육부지정 새교육체제시범연구학교 운영을 비롯하여 교육부 및 도지정 연구학교를 여러 차례 운영하였다. 특히 조기 생활영어교육을 위하여 영어를 지도하여 생활영어 시·도대회에서 우수한 성적을 올리고 있다. 학생활동으로는 전통적인 기계체조부와 취타부의 활동이 활발하며, 매년 학교신문을 발간하고 있다.
또한 교사들을 위한 동호인클럽과 학교개방에 따른 지역주민들의 동호인클럽 운영 등 지역사회학교로서의 소임에도 충실하고 있다.