Trường Mầm non Cổ Loa được thành lập từ tháng 2 năm 1962.
Để đáp ứng với nhu cầu đổi mới giáo dục mầm non và nhu cầu gửi con em của nhân dân trong xã ngày 10/8/2011 Huyện ủy - HĐND – UBND huyện Đông Anh đã ra quyết định chia tách trường mầm non Cổ Loa thành 2 trường gồm trường mầm non Cổ Loa và trường mầm non Thành Loa.
Sau khi được chia tách trường mầm non Cổ Loa đã được đầu tư xây dựng cơ sở trường mới đồng bộ với diện tích 9400m2 tại thôn Nhồi Trên, xã Cổ Loa, huyện Đông Anh, Thành phố Hà Nội. Công trình xây dựng gồm 16 phòng học và các phòng làm việc của bộ phận hành chính, phòng hội đồng, Hội trường, bếp ăn; các phòng chức năng như: Âm nhạc, tin học, thư viện, thể chất…, không chỉ đáp ứng nhu cầu gửi con của nhân dân địa phương mà còn mở ra một trang mới cho sự phát triển của trường mầm non Cổ Loa
Hệ thống sân chơi được thiết kế hiện đại, các loại đồ chơi ngoài trời phong phú, nhiều chủng loại, không gian thoáng mát, có nhiều cây xanh đảm bảm sức khỏe và độ an toàn cao cho trẻ.