中堂中心小学前身是创办于光绪二十九（1903年）的东莞县立第六国民学校，校址在中堂圩字祖庙（旧镇府内），为5年制初等小学，有教师3人，学生50多人。民国初期（约1912年），改为高等小学，学制9年。民国三年（1914年），更名为东莞县第六小学，翌年，改学制为初小4年，高小3年。民国十二年（1923年），改学制为初小4年，高小2年。
1938年底，中堂沦陷后，转为私办学校，有教师6人，学生100多人。
1945年8月抗战胜利后，由私校转为永宁乡第一中心国民学校。
中华人民共和国成立之初，学校一度更名为东中镇小学。1951年2月更名为中堂中心小学，并直接领导全区小学。1968年中堂公社教育组成立，中堂中心小学不再直接领导社内各小学工作。
1990年，学校迁入中堂中学旧址。
2006年为创建教育强镇，实施联合办学，投资3千多万元，在学校北区西侧连片增地，建设全新校园，同年被评为“市一级学校”。
目前，中堂中心小学占地总面积32000多平方米，建筑总面积达20000多平方米，有43个教学班，2000多名学生。教师总数112人，小学高级教师73人，占教师总数的65.2%，大专以上学历的107人，占教师总人数的95.5%。配置了电脑室、舞蹈室、美术室、语言室、多媒体演播室等40多个功能室，按市一级学校的标准配备了电教器材、体育器材、卫生设施、实验仪器等设备。建成了200米环形塑胶跑道附100米直跑道的田径场一个，标准篮球场3个，排球场2个，羽毛球场2个，以及占地300多平方米的室内活动场所。设有先进的广播系统和校园网络，电脑等多媒体进入每间教室，图书室的藏书6万多册，电子读物5万多册，教师办公电脑人手一台，教辅设施充分满足了教学需要。