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北京石油学院附属小学于1957年7月建校，至今已有60余年历史，是一所公立小学。学校于2004年，经海淀区教育委员会布局调整，和海淀区志新第二小学合并，校名沿用现名；2010年11月1日在海淀区委、区政府、区人大各级领导的关注和领导下，海淀区教育委员会正式接收二里庄义务教育配套设施并委托北京石油学院附属小学承办。至此，学校形成了一校三址的办学格局。截至2013年10月，学校占地面积32092平方米，建筑面积29591平方米、运动场地面积11367平方米。
学校在“以生命影响生命用智慧点燃智慧”办学理念的指引下, 以“博爱、求真、尽善、致美”为校训，追求以“爱”为核心的 “真善美”的办学境界。遵循“以依法治校为根本、以民主治校为途径、以科学治校为目标”的办学规律，恪守“以激发兴趣来启迪心灵，以培养习惯来奠基人生”的办学宗旨,始终践行“精心办好人民满意的素质教育，全力打造石油附小的优质品牌”的办学目标。教育学生“在对他人的理解、包容、欣赏中，学会完善自我；在对世界的认知、熟悉、探索中，懂得热爱生活”。
多年来，北京石油学院附属小学先后被评为全国英语教研示范校、北京市文明礼仪示范校、海淀区素质教育优质校、海淀区教学管理先进校、海淀区德育管理先进校、海淀区课程改革先进校、海淀区科技先进校、海淀区艺术先进校、海淀区校园文化先进校、海淀区心理健康教育特色学校、“十二五”规划重点课题实验学校、国家级教育体制改革试点项目学校、基础教育综合素质评价先进单位等。在北京晨报与新浪教育频道联合主办的“北京优秀教育机构教育年度评选活动”中，学校被评为“家长最放心的校园安全小学”、“北京具有影响力的小学”、“市民满意度最高的小学”。