Trường Tiểu học Thăng Long có tiền thân là trường Thăng Long học hiệu, được thành lập năm 1929 bởi một nhóm chí sĩ yêu nước. Ngay từ khi mới thành lập, trường đã nổi danh khắp xứ Bắc kỳ và trong cả nước bởi thầy dạy hay, trò học tốt.
Hầu hết các nhà giáo của trường trước Cách mạng Tháng Tám sau này đã trở thành những nhà cách mạng, nhà văn hóa lớn như Đặng Thai Mai, Hoàng Minh Giám, Bùi Kỷ, Phan Thanh… Và đặc biệt, đây cũng chính là mái trường Đại tướng Võ Nguyên Giáp từng giảng dạy.
Năm 1955, Trường Tiểu học Thăng Long vinh dự được đón Bác Hồ kính yêu về thăm.
Phát huy truyền thống lịch sử vẻ vang đó, trong những năm qua, thầy và trò Trường Tiểu học Thăng Long đã không ngừng phấn đấu và đạt nhiều thành tích đáng khích lệ. 47 năm liền (từ 1962 đến 2009), trường liên tục đạt danh hiệu Trường tiên tiến xuất sắc. Năm 1985, trường được Nhà nước trao tặng danh hiệu Anh hùng Lao động và là trường tiểu học duy nhất đạt thành tích này. Năm 1996, trường vinh dự nhận Huân chương Độc lập hạng Ba và năm 2005, được Thủ tướng Chính phủ tặng Bằng khen.
Hiện trường có 100% giáo viên đạt chuẩn, 95% giáo viên trên chuẩn (3 người có trình độ thạc sĩ, 25 đại học và 15 cao đẳng), 100% giáo viên đạt giáo viên dạy giỏi cấp quận, thành phố và quốc gia.
Với chất lượng giáo viên tốt, Trường Tiểu học Thăng Long cũng luôn là một trong những đơn vị dẫn đầu về thành tích học tập của học sinh. Trường có tới 46% học sinh đạt học sinh giỏi. Chỉ tính trong năm năm (từ năm học 2004-2005 đến năm học 2008-2009), trường đã có 180 học sinh giỏi cấp quận, 82 học sinh giỏi cấp thành phố và 42 học sinh đoạt giải học sinh giỏi quốc gia.