В 1918 г. при станции «Подмосковная» Московско-Виндавской железной дороги открылась начальная школа для детей железнодорожников с разъездов, а затем и для детей разросшегося пристанционного поселка.   Тогда ее единственной учительницей была Анна Ивановна Шестова. В 20-е годы школа получила новое помещение в бывшем доме купца Кунина - небольшом двухэтажном здании с затейливыми резными наличниками.

В 1924 г. школу возглавил Иван Дмитриевич Устюжанин. Новый заведующий был опытным педагогом, прекрасным учителем русского языка и литературы. С 1928 г. школа перешла в ведение Народного комиссариата просвещения и стала городской средней школой № 10 Октябрьского района. За пять лет, на протяжении которых Иван Дмитриевич заведовал школой, число учеников превысило тысячу. Это было вызвано бурным развитием и заселением района. Занятия в школе шли в три смены. Было очевидно, что необходимо новое, более просторное здание.

В это трудное время, в январе 1930 г., директором ее многочисленного коллектива был назначен один из самых опытных энтузиастов народного образования Николай Васильевич Кириков. Николай Васильевич руководил школой 30 лет. Это был энциклопедически образованный человек, талантливый организатор и педагог по призванию. До революции он окончил учительскую гимназию. Участвовал в Первой мировой и гражданской войнах. Уже в советское время получил высшее образование. Школа стала делом жизни Николая Васильевича. За свой вклад в развитие образования он был удостоен звания «Заслуженный учитель школы РСФСР», награжден медалью Ушинского. По его инициативе и при его непосредственном участии в 1933 г. была построена новая деревянная школа, а вскоре заложена и в 1935 г. сооружена кирпичная трехэтажная школа.

Два года спустя (в 1937 г.) школа получила № 201.

Во время Великой Отечественной войны свыше 160 выпускников школы участвовали в боях за Родину, 58 учеников и 4 учителя погибли в этих сражениях. Высокого звания Героя Советского Союза удостоены четыре воспитанника школы: Зоя и Александр Космодемьянские, Георгий Лашин, Павел Гражданинов.

В 1944 г. Постановлением СНК РСФСР и Приказом наркома просвещения школе присвоено имя Зои Космодемьянской.

22 марта 1956 г. подписан Указ Президиума Верховного Совета о присвоении школе № 201 имен Зои и Александра Космодемьянских.

С 1960 г. школой руководил Николай Александрович Борисов – заслуженный учитель школы РСФСР, фронтовик, историк, писатель. Николай Александрович возглавлял школу 26 лет, до 1986 г.. На его плечи легли новые задачи, продиктованные временем, в том числе и увековечение памяти героев. Директор организовал большую поисковую работу, которая увенчалась созданием школьного музея 29 ноября 1961 г. 

В 1960 г. здание школы получило статус памятника истории. 30 сентября 1966 г. школа награждена орденом Трудового Красного Знамени за успехи, достигнутые в деле обучения и воспитания подрастающего поколения. Орден Трудового Красного Знамени занял достойное место на знамени школы.

29 ноября 1981 г. открыт школьный Мемориал учителям и ученикам школы № 201, погибшим за Родину в годы Великой Отечественной войны 1941-1945 гг.

Н.А. Борисов является автором известных книг: «С именем Зои», «Будем, как Зоя» и «Здравствуй, Зоина школа!».

В 1986 г. школу возглавил педагог-историк  Юрий Александрович Коломиец, который сохранил и преумножил школьные традиции патриотического воспитания. В 2000 г. школа получила подарок – новое здание. Четырехэтажный корпус оснащен современным оборудованием, имеет спортивный и тренажерный залы, компьютерные и видео-классы, актовый зал, прекрасные учебные классы. В 2006 г. школа стала победителем конкурса в приоритетном национальном проекте «Образование».

В 201-й всегда работали прекрасные учителя. Звания заслуженный учитель Российской Федерации были удостоены:

директора школы: Николай Васильевич Кириков и Николай Александрович Борисов;

завучи школы: Николай Васильевич Васильев, Нина Васильевна
Красильщикова, Людмила Сергеевна Косова, Лидия Константиновна Гакова;

учителя школы: Мария Дмитриевна Сосницкая, Вера Сергеевна Новоселова, Анастасия Васильевна Чегурова, Вера Александровна Дьяконова, Зинаида Николаевна Кулакова, Тамара Петровна Саулина, Мария Тарасовна Черткова, Искра Андреевна Лизогубова-Цаль, Георгий Михайлович Черных, Геннадий Алексеевич Ходателев, Галина Юрьевна Михайлова.

Звание «Отличник народного просвещения» присвоено Валентине Андриановне Коряевой, Ирине Давидовне Мнацакановой, Галине Ивановне Комовой, Людмиле Михайловне Бабич, Земе Ефимовне Негримовской,  Нине Васильевне Куликовой, Галине Федоровне Пшеничной.

В 2008 г. учреждение возглавила  Почётный работник общего образования Российской Федерации Елена Викторовна Подольская.

B настоящее время в школе работают: кандидаты педагогических наук Л.В. Новикова, А.М. Зотова, заслуженный учитель Российской Федерации Н.Е. Альбицкая. Среди педагогов учреждения - почетные работники общего и профессионального образования РФ, мастера спорта СССР, многие награждены Почетными грамотами Министерства образования и науки Российской Федерации, Департамента образования города Москвы, являются победителями конкурса «Учитель года», победителями приоритетного национального проекта «Образование».

Среди выпускников школы немало журналистов, деятелей театра и кино, работников радио и телевидения, науки и образования: народный артист России Л. Лещенко, народная артистка РСФСР Г. Карева, актеры
А. Лымарев, Д. Волга, режиссер А. Кобозев, журналист А. Будберг, создатель российской интернет-журналистики А. Носик, доктор филологических наук В. Ковалев, доктор медицинских наук А. Логинов, заместитель руководителя Департамента образования города Москвы, заслуженный учитель РФ В.Фертман и др.

Согласно приказу Департамента образования города Москвы от 05 июня 2013 г. № 257 «О реорганизации государственных образовательных учреждений города Москвы, подведомственных Северному окружному управлению образования Департамента образования города Москвы» к ГБОУ Школа № 201 ордена Трудового Красного Знамени имени Героев Советского Союза Зои и Александра Космодемьянских присоединились два дошкольных учреждения: детский сад общеразвивающего вида № 2410 и Центр развития ребенка № 2530. В соответствии с приказом Департамента образования города Москвы от 19 декабря 2014 г. № 931 «О реорганизации государственных образовательных организаций, подведомственных Северному окружному управлению образования Департамента образования города Москвы» к Государственному бюджетному образовательному учреждению города Москвы Школа № 201 ордена Трудового Красного Знамени имени Героев Советского Союза Зои и Александра Космодемьянских присоединился ГБОУ города Москвы детско-юношеский центр «Войковский ».

В 2018 г. школа отметит свой столетний юбилей.