本校創立於民國前12年，時稱「大湖公學校」，設立此公學校之起因，是那時台灣縱貫鐵道之工程剛開始，當時本地方進入從事工事之人甚多是內地人（日本人），從此引致極大繁榮，因此感受到國語（日語）之必要甚為殷切極重要，所以有土地之有名望人士和當地之阿公店辦務署協議，自願設立公學校，以遂願景，明治33年（民前12年）4月，阿公店辦務署廢除，編入鳳山辦務署，同年11月10日創始開校。 明治43年3月，大湖公學校移轉到大社庄，改稱「大社公學校」，並終於廢校，代之附設立為「大社公學校大湖分校」。明治44年9月裏，原來之六學年程度降下為四學年。 大正3年（民國3年）6月，為避免與新竹廳大湖學校相混，改稱「大社學校長治分校」。大正4年3月裏，新建築校舍落成，大正5年8月裏，職員宿舍也落成。設備加兒童之就學及出席上漸次良好所顯示結果，遂於大正6年4月，認可獨立維修業四學年之公學校，稱「長治公學校」。到大正8年4月，台灣教育令之發布，修業年限六學年之公學校終於得到，多年之訴望漸漸達成。 民國10年4月改稱「湖內第一公學校」。民國22年4月改稱「大湖公學校」。民國30年4月改稱「大湖國民學校」。民國57年8月改稱「大湖國民小學」。民國93年鑑於校舍老舊，在完成整體規劃後，94年5月由縣府公開招標，98年6月新建校舍落成，至民國99年11月大湖國小創校已110年歷史，在民國100年縣市合併後改稱為「高雄市湖內區大湖國民小學」。