โรงเรียนวัดพระมหาธาตุ เปิดทำการสอนเมื่อวันที่ 6 พฤศจิกายน พ.ศ. 2464 โดยจัดตั้งขึ้นบริเวณที่ดินของวัดมังคุดและวัดพระเดิม มีฐานะเป็นโรงเรียนประจำอำเภอแห่งแรก ต่อมาได้โอนไปสังกัดหน่วยงานต่างๆเช่น เทศบาลนครนครศรีธรรมราช กรมสามัญศึกษา สำนักงานคณะกรรมการการประถมศึกษาแห่งชาติ และสำนักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐานตามลำดับ

ปัจจุบันโรงเรียนวัดพระมหาธาตุได้เปิดสอน 2 ระดับ คือ ระดับชั้นประถมศึกษา และระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนต้น