1901年，五城中学创建，为该校前身。

1923年，五城中学改名为国立北京师范大学附属中学校。1928年，改为国立北平大学附属中学校。1929年，又改为国立北平师范大学附属中学校。1937年7月，抗日战争全面爆发，而在京育才已36载的北平师大附中被迫随师大西迁西安，于11月组成先临时大学高中部。1937年9月，西迁办学。1938年，附中师生步行迁校，到达陕西汉水江畔的城固县城南古路坝，并在一天主教堂立校，校名改为国立西北西北联大附中。1942年始，附中随西北师院迁往兰州，开始在兰州黄河北岸十里店办学。1949年11月，兰大附中合并于师院附中，校名改称兰州实验中学。1950年8月，兰州实验中学改属西北师院，校名原称西北师院附中。1988年9月，该校随西北师大更名为西北师范大学附属中学。 2000年，经省教育厅批准，该校成为完全高中。