山西师范大学实验中学始建于1983年，建校后曾三易其名。初始名称是1983年，临汾市在城南兴建的“临汾县平阳中学”；1984年，临汾县市合并，学校更名为“临汾市第七中学”；1987年，山西师范大学为创办教育教学实验基地，与临汾市协商，将学校划归山西师范大学研究生院，并命名为“山西师范大学实验中学”，受山西省教育厅、山西师范大学双重领导。

山西师范大学实验中学环境优美，设施配套齐全，具有一流的办学条件。学校有南、北两个校区，拥有教学

楼三栋，办公楼、科技楼各一栋，学生公寓两座，有标准的实验室、微机室、阅览室、图书馆，塑胶体育场及覆盖全校的校园局域网，全校各班均配有多媒体教学设备，安装了电子监控仪。

学校是一所高中16轨，初中4轨的完全中学，在校学生3700余人。现有教职员工260人，其中特级教师4名，高级教师75名，一级教师130名，省市优秀教师、教学能手、学科带头人60余名。

学校秉承“受教一时奠基终身”的办学理念，坚持“厚德、博学、求是、创新”的校训，以“办人民满意的教育、办对人民负责的教育”为宗旨，以学生的自信心教育和良好学习习惯、行为习惯养成教育为着力点，以尊重、关爱学生，对每一位学生负责为己任，促进学生主动、健康、全面发展。特别是“转变学习方式、提高学习能力”、“注重自信教育、强化养成教育”、“开展小课题研究，培养学生自主创新能力”等等方面进行了深入的实践与探索，成效显著，影响深远，并逐步成为了学校的办学特色，多次被基础教育、山西日报、山西教育、第二教育资源网、临汾电视台、临汾日报等多家媒体予以报道。

2009年，学校审时度势，坚定不移地进行了以彻底改变教与学的方式，全面提升学生的学习能力与思维品质为主要内容的教育教学改革探索和实践，并特别把这场改革命名为“生本工程”。三年多的艰苦实践与探索，获得了丰硕的成果，得到了各方面的高度肯定，2011年11月，学校成功承办了临汾市普通高中学校“改变学习方式创新教学模式”现场交流会，2012年6月被山西省教育厅确定为全省实质性开展课堂教学改革的核心成员校，并具体承担了“提升学案编制水平”和“提升学生反思水平”两项重要任务。2012年，学校的“学悟展验双螺旋发展学习模式的改革与实践”，被正式确定为山西省教育体制改革试验项目。

在近三十多年的办学历程中，山西师范大学实验中学立足实际，迎难而上，开拓进取，锐意创新，使学校的办学水平、社会声誉不断提升，迅速成为了山西名校之一。学校的教育教学工作逐年实现重大突破，得到了社会各界的认可和好评。2007年，高考打了翻身仗；2008年，高考应届生达线人数、达线率、一本达线人数跃居同类学校榜首； 2009年，达线率、优秀率再创新高；2010年，高考达线人数突破四百人；2011年，高考达线人数突破六百人大关；2012年，高考达线人数696人。高考成绩实现了连续六年的大跨越，多次获得山西师范大学通令嘉奖和临汾市委、市政府的表彰及奖励。

2022年9月20日，临汾市博物馆与山西师大实验中学举行战略合作签约仪式。

学校还先后被评为“全国群众体育工作先进集体”、“山西省示范高中”、“山西省德育示范学校”、“山西省青少年科技教育示范学校”、“山西师范大学研究生院教育改革先锋团队”、“山西省教研工作先进集体” 、“临汾市教育工作先进单位”等；还是“全国学习方法研究实验学校”、“山西省教育学会实验学校”、“山西师大教育硕士实验基地”。随着教育水平的提升和素质教育的推进，学校在文明单位建设上也取得了令人瞩目的成绩。2011年再度荣“山西省文明和谐单位”称号，继续保持了从2004年以来连续8年获奖的殊荣。同时，学校还多次被评为“山西省体育传统项目学校”；学校健美操队、定向越野队和男子排球队，获得国家级和省级比赛冠军40余次。

2020年11月20日，学校入选“第二届全国文明校园”名单。