北京石油學院附屬小學于1957年7月建校，至今已有56年歷史，是一所公立小學。學校于2004年，經海淀區教育委員會布局調整，和海淀區志新第二小學合并，校名沿用現名；2010年11月1日在海淀區委、區政府、區人大各級領導的關注和領導下，海淀區教育委員會正式接收二里莊義務教育配套設施并委托北京石油學院附屬小學承辦。至此，學校形成了一校三址的辦學格局。截至2013年10月，學校占地面積32092平方米，建筑面積29591平方米、運動場地面積11367平方米。
學校在“以生命影響生命 用智慧點燃智慧”辦學理念的指引下, 以“博愛、求真、盡善、致美”為校訓，追求以“愛”為核心的 “真善美”的辦學境界。遵循“以依法治校為根本、以民主治校為途徑、以科學治校為目標”的辦學規律，恪守“以激發興趣來啟迪心靈，以培養習慣來奠基人生”的辦學宗旨,始終踐行“精心辦好人民滿意的素質教育，全力打造石油附小的優質品牌”的辦學目標。教育學生“在對他人的理解、包容、欣賞中，學會完善自我；在對世界的認知、熟悉、探索中，懂得熱愛生活”。
多年來，北京石油學院附屬小學先后被評為全國英語教研示范校、北京市文明禮儀示范校、海淀區素質教育優質校、海淀區教學管理先進校、海淀區德育管理先進校、海淀區課程改革先進校、海淀區科技先進校、海淀區藝術先進校、海淀區校園文化先進校、海淀區心理健康教育特色學校、“十二五”規劃重點課題實驗學校、國家級教育體制改革試點項目學校、基礎教育綜合素質評價先進單位等。在北京晨報與新浪教育頻道聯合主辦的“北京優秀教育機構教育年度評選活動”中，學校被評為“家長最放心的校園安全小學”、“北京具有影響力的小學”、“市民滿意度最高的小學”。
