1917年3月，北京女子師范學校設立附屬女子中學。1917年9月5日，學校定名為北京女子師范學校附屬中學，并正式開學；1924年7月，北京女子師范學校更名為北京女子師范大學，學校亦同時更名為北京女子師范大學附屬中學；1931年7月1日，北京女子師范大學與北京師范大學合并，學校成為北京師范大學附屬女子中學；1955年9月，學校由中央教育部直接管理，并改名為北京實驗中學；1964年8月，學校由北京師范大學收回，恢復“北京師范大學附屬女子中學”校名；1968年，學校結束50年女校歷史，開始兼收男生。1972年，學校更名為北京150中學；1978年10月，學校重新歸屬北京師范大學，定校名為北京師范大學附屬實驗中學。
代表校友：女科學家郝詒純(中國科學院院士)、胡啟恒(原中科院副院長)、邵華，章詒和（1960屆高中4班，章伯鈞之女，作家），左太北（1960屆高中5班，左權將軍之女）、鄧楠、女新聞工作者浦熙修、陳柏生、陳魯豫（1985屆初中3班，鳳凰衛視魯豫有約電視節目主持人）、女將軍聶力、女畫家肖淑芳等。
北京師范大學附屬實驗中學是北京市首批示范高中校,是國家教育部和北師大進行中學教育改革的實驗基地,是培養優秀中學生的搖籃。
