沈阳市实验学校的前身是始建于1957年（1958年投入使用）的沈阳市沈河区大西路第四小学。1993年，学校更名为沈阳市实验小学，同年被中国教育学会中小学整体改革专业委员会确立为全国第一个实验基地校。2000年9月完成中学部组建，标志沈阳市实验学校正式成立，成为一所集学前部、小学部和中学部于一体的现代化改革示范校。
2015年，学校已有9个校区(含东部校区和1个托管校区)，总占地面积53424平方米，体育场(馆)面积22600平方米，在校学生5148人，教职工461人，其中省市区骨干教师163人，市区学科首席教师4人，市区名师14人。学校在“追求科学、发展个性、创造卓越”的办学理念指引下，逐步形成了具有时代特征的“和谐、扬长、互动、发展”的优质教育模式。多年来，并以鲜明的办学特色、一流的办学条件、优异的办学质量和突出的办学效益在社会上赢得了极高的声誉。
实验的足球工作是有优秀而光荣的历史沿革的。学校足球队组建于1989年，1990年就被列为“沈阳市足球传统项目学校”、“4421工程学校”、2001年又被列为“辽宁省足球传统项目学校”。三十余年来代表学校参加区级足球比赛共获得第一名几十次，并多次参加各级足球比赛取得了优异的成绩。学校为上级体校、专业队培养、输送了大批的足球人才，其中，郑智入选国家队并被评为中国足球先生和亚洲足球先生；曹添堡作为主力队员入选国奥队参加奥运会预选赛；郭正新入选国家少年足球集训队；常伟曾效力甲A云南红塔队；姜鹏翔、刘莹、曹明、高健，效力长春亚泰队并作为主力队员获得07年中超联赛冠军。2012年3月，学校李浩然同学正式与比利时的安德莱赫特足球俱乐部签约，成为该俱乐部梯队的正式球员；2013年张均尧同学入选国家少年足球队并被中国足协选中现正在西班牙接受训练。同时我校还有多名运动员现在各地足球俱乐部踢球。可以说，学校良好的教育生态和足球氛围，为校园足球活动的高品位发展带来了坚强的竞争力。