โรงเรียนสาธิตมหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ ประสานมิตร ได้รับการจัดตั้งจากกระทรวงศึกษาธิการในวันที่ 3 กรกฎาคม พ.ศ. 2495 ในบริเวณโรงเรียนฝึกหัดครูชั้นสูง ถนนประสานมิตร อำเภอพระโขนง จังหวัดพระนคร โดยใช้ชื่อว่า โรงเรียนประสานมิตร เป็นโรงเรียนมัธยมวิสามัญศึกษา สังกัดกองโรงเรียนรัฐบาล กรมวิสามัญศึกษา โดยมีอาจารย์พนัส หันนาคินทร์ เป็นอาจารย์ใหญ่คนแรก[2][3]

เมื่อโรงเรียนฝึกหัดครูชั้นสูงได้รวมกับวิทยาลัยวิชาการศึกษาในปี พ.ศ. 2498 โรงเรียนประสานมิตรได้โอนมาสังกัดวิทยาลัยวิชาการศึกษา และได้เปลี่ยนแปลงระบบเป็นโรงเรียนสาธิต และใช้ชื่อว่า โรงเรียนมัธยมสาธิต วิทยาลัยวิชาการศึกษา ประสานมิตร ต่อมาในวันที่ 13 มีนาคม พ.ศ. 2499 วิทยาลัยวิชาการศึกษาได้จัดตั้ง โรงเรียนประถมสาธิต วิทยาลัยวิชาการศึกษา รับนักเรียนตั้งแต่ชั้นเด็กเล็กถึงชั้นประถมปีที่ 4 โดยมีมีรองศาสตราจารย์ไพเราะ ตัณฑิกุล เป็นอาจารย์ใหญ่คนแรก[4][5]

ในปี พ.ศ. 2517 วิทยาลัยวิชาการศึกษาได้รับการปรับฐานะขึ้นเป็นมหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ ทำให้โรงเรียนสาธิตทั้ง 2 แห่ง ได้เปลี่ยนชื่อเป็น โรงเรียนมัธยมสาธิตมหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ ประสานมิตร และ โรงเรียนประถมสาธิตมหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ ประสานมิตร ตามลำดับ โดยสังกัดในคณะศึกษาศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ ประสานมิตร

ในปี พ.ศ. 2534 มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒได้รวมการบริหารของโรงเรียนมัธยมสาธิตมหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ ประสานมิตร และ โรงเรียนประถมสาธิตมหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ ประสานมิตร เข้าเป็นโรงเรียนเดียวกันใช้ชื่อว่า โรงเรียนสาธิตมหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ ประสานมิตร มีรองศาสตราจารย์ประกิจ รัตนสุวรรณ เป็นผู้อำนวยการ จนกระทั่งในปี พ.ศ. 2538 มหาวิทยาลัยได้มีมติแยกการบริหารเป็น 2 โรงเรียนอีกครั้ง โดยกำหนดให้มีผู้อำนวยการโรงเรียนสาธิตฝ่ายมัธยมและผู้อำนวยการโรงเรียนสาธิตฝ่ายประถม และให้ใช้ชื่อว่า โรงเรียนสาธิตมหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ ประสานมิตร (ฝ่ายมัธยม) และ โรงเรียนสาธิตมหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ ประสานมิตร (ฝ่ายประถม)[6]