1945年抗战胜利后，杭州师范学校及附属小学从外地迁回了杭州南山路的原址。1949年5月，随着杭州的解放，杭州师范附属小学被改编为杭州师范小学部。1956年夏天，附小跟随杭州师范一起搬迁至文二街6号。在此期间，文三街小学和花园亭小学曾作为附小的分部存在过。
1963年，附小被正式确立为浙江省教育改革实验学校和市里的重点小学，标志着其教育地位的提升。1970年，杭州师范学校改名为杭州市第十三中学，附小也随之更名为学军小学，此后在1972年起，它被划归西湖区管理。1978年，学军小学被认定为西湖区的重点小学，显示了其在区域内的教育影响力。
1987年，学军小学获得了“杭州师范学校第二附属小学”的称号，进一步提升了其在教育领域的专业地位。1993年，杭州市政府将其确定为“重点涉外参观单位”，这表明其不仅在教育上，也在对外交流方面具有重要地位。1996年，学军小学又被评为省示范性实验学校，证明了其在教学实践和教育创新方面的杰出表现。
同年，学校还被命名为教育部现代教育技术实验学校，这标志着学军小学在教育技术应用和现代化教育理念的探索上走在了前列。
杭州市学军小学（杭州师范大学第二附属小学）前身是杭州师范学校附属小学。1908年创建杭州府官立初等小学堂。1931年，省立杭州师范学校建立后，市立清波小学划归杭州师范学校作为附属小学，原清波小学校长杨致舆为首任附小主任。1938年，附小因战乱随杭师内迁丽水碧湖。