เมื่อปี พ.ศ. 2517 ได้มีการก่อตั้งโรงเรียนประถมสาธิตวิทยาลัยครูเพชรบุรีวิทยาลงกรณ์ ในพระบรมราชูปถัมภ์ เพื่อสอนบุตรหลานให้กับบุคลากรในสถานศึกษา เปิดสอนในระดับอนุบาลและประถมศึกษาอย่างละ 1 ห้องเรียน โดยใช้อาคารหอพักมรกต หอพักบุศราคัม และหอพักไพฑูรย์ ต่อมาในปี พ.ศ. 2535 ได้เปลี่ยนชื่อเป็น "โรงเรียนสาธิตสถาบันราชภัฏเพชรบุรีวิทยาลงกรณ์" และได้ปรับปรุงอาคารเรียน ห้องเรียน และขยายชั้นเรียน จากเดิม 1 ห้องเรียน มาเป็น 2 ห้องเรียน ในทุกระดับชั้น จนกระทั่งปี พ.ศ. 2546 ได้มีการเปลี่ยนชื่ออีกครั้งเป็น "โรงเรียนสาธิตสถาบันราชภัฏวไลยอลงกรณ์" และเป็นโรงเรียนสาธิตมหาวิทยาลัยราชภัฏวไลยอลงกรณ์ ในปี พ.ศ. 2547

ในปี พ.ศ. 2550 ได้เริ่มเปิดขยายการเรียนการสอนในระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนต้น

      พ.ศ. 2554 ได้เริ่มเปิดขยายการเรียนการสอนในระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนปลาย