S největší pravděpodobností škola v Třešti existovala již v 16. století, ale první písemná zpráva pochází až z roku 1613. Jednotřídní škola byla tehdy umístěna v dřevěné budově proti farnímu kostelu. Příznivější podmínky pro rozvoj školství nastolil až nový školní řád z roku 1774. Na jeho základě byla v Třešti zřízena škola triviální. V roce 1811 měla škola o dvou třídách 238 žáků, teprve až v roce 1854 byla rozšířena na čtyři třídy. Žáci první i druhé platili týdně 2 krejcary školného, žáci třetí a čtvrté třídy 3 krejcary.
Po velkém požáru roku1863 byla na místě bývalé radnice postavena školní budova, takže všechny 4 třídy mohly být pohromadě. Roku 1873 je otevřena také měšťanská škola, i když zájem o tento nový typ zpočátku nebyl příliš velký. Měšťanská škola s českým vyučovacím jazykem byla první na Moravě. Při ní byly postupně zřizovány i pobočné třídy pro dívky. Později byla škola rozdělena na chlapeckou a dívčí. Od školního roku 1887-1888 získala Třešť další prvenství na jihozápadní Moravě – byla zde vytvořena živnostenská škola pokračovací.
Roku 1890 byla vybudována nová školní budova ve středu města. Stavba stála 20 000 zlatých a během padesáti let vyrostlo z jedné obecné školy škol šest (chlapecká škola obecná, chlapecká škola městská, dívčí škola obecná, dívčí škola městská, živnostenská škola, pokračovací škola a odborná škola pokračovací pro ženské živnosti oděvnické). Období první světové války i léta samostatného Československa nepřinesly ve vývoji třešťského školství žádné převratné změny. V době fašistické okupace byly měšťanské školy přeměněny na hlavní a v posledním válečném roce byly školní budovy zabrány pro vojenské účely. Po druhé světové válce se uskutečnila celková reorganizace školství. Přibyla hudební škola a později i škola výběrová, tzv. jedenáctiletka. S rostoucím počtem žáků byl stále zřejmější problém nedostatku vyučovacích prostor. Přistupovalo se k různým provizorním řešením a vyučovalo se v řadě budov po celé Třešti a dokonce se směnovalo. S výstavbou nové školy se započalo v srpnu 1965 a přes řadu problémů se v nových budovách vyučovalo od září školního roku 1966/1967. Tělocvična byla uvedena do provozu v lednu 1967 a čtvrtý pavilón byl dokončen v září 1967.
Populační vlna, která vrcholila koncem osmdesátých let vyvolala potřebu dalších prostor, který by mohly být využívány k výuce. V té době do základní školy chodilo více než 1.000 žáků. Pro potřebu školy byl v těchto letech zrekonstruován a přistavěn objekt bývalé mateřské školy v ulici Barvířská. Vznikl tak prostor, který mohlo využívat osm tříd prvního a druhého ročníku. Slavnostní otevření proběhlo v září roku 1989. V současné době jsou zde umístěny třídy prvního ročníku a větší část objektu je využívána střediskem domu dětí a mládeže, které je součástí školy od 1. ledna 2003.V březnu roku 2004 se začal naplňovat sen všech třešťských sportovců a byla zahájena výstavba Městské sportovní haly v Třešti. Práce byly dokončeny v termínu a slavnostní otevření proběhlo 16. listopadu 2004. Sportovní hala přiléhá k budovám základní školy a je s nimi přímo propojena. Z rozhodnutí městského zastupitelstva a městské rady se stala součástí základní školy, která ji využívá pro svojí potřebu a provozuje i pro ostatní subjekty.
V období od června do října 2009 proběhla na objektech základní školy rozsáhlá rekonstrukce. Jejím výsledkem jsou nová okna, zateplená fasáda a opravené střechy. Realizaci této nákladné investiční akce umožnila dotace z Operačního programu životního prostředí.
V první polovině roku 2010 byl realizován projekt „Revitalizace parku ZŠ v Třešti“, který připravilo Město Třešť ve spolupráci se Základní školou v Třešti. Finanční prostředky na uvedenou akci byly získány z Evropského fondu pro regionální rozvoj, včetně spolufinancování ze SFŽP ČR a státního rozpočtu ČR. Celková dotační podpora byla 84 % z celkových nákladů projektu. Předmětem podpory bylo individuální ošetření stromů nemocných, proschlých a konkurenčních, zdravotní a odlehčovací řez, kácení, sadové úpravy pozemků a výsadba dřevin. Před hlavním vstupem do školy byl vysázen záhon z pokryvných růží uprostřed zpevněné plochy, která je doplněná lavičkami. Dále byla vysázena řada stromů – habrů obecných. Další výsadby byly provedeny na východní a západní straně parku. Špatně udržovatelné svahy v okolí školy a tělocvičny se osázely nízkými keři tak, aby se zjednodušila následná údržba a nově byl vysázen trávník v celém areálu školy.
Z důvodu malé kapacity mateřské školy byly v letních měsících roku 2011 provedeny práce na objektu ZŠ v ulici Barvířská (oprava poloviny střechy, výměna části oken, stavební úpravy uvnitř budovy), které umožňují část budovy využívat jednou třídou předškoláků.
Na podzim roku 2011 byl uveden do provozu divadelní sál. Škola tím získala důstojný prostor, do kterého je možné umístit až 120 žáků. Využívaný bude pro pořádání besed, kulturních a vzdělávacích akcí.
V červnu roku 2012 byl dokončen projekt Učíme se v přírodě, který byl realizován vyučujícími a žáky školy. V prostoru bývalé školní zahrady vznikla dendrologická stezka, ve které jsou praktické ukázky našich původních stromů a keřů, bylin a popínavých rostlin. Jsou zde vytvořeny herní a vzdělávací prvky v přírodním duchu, jako je například smyslových chodník, bylinková spirála a nebo meteorologická stanice.
V období od 1. února 2011 do 31. července 2013 základní škola realizovala projekt Inovace ve vyučování z oblasti podpory Zlepšení podmínek pro vzdělávání na základních školách. Úspěšným zakončením projektu byl splněn projektový záměr školy, který vycházel z autoevaluace a školního vzdělávacího programu školy. Metodickým vzděláváním učitelů podporujícím používání moderních vyučovacích metod bylo dosaženo zkvalitnění a zefektivnění výuky ve vybraných oblastech. Nemalou měrou ke zkvalitnění výuky přispěla modernizace vybavení školy. Škola z dotačních prostředků vybavila odborné pracovny počítači, vizualizéry, interaktivními tabulemi a nakoupila interaktivní učebnice. Zkvalitnění výuky formou individualizace přineslo zlepšení čtenářské gramotnosti u zapojených dětí. V průběhu realizace projektu byla zřetelná pozitivní změna v chápání čteného textu u těchto žáků. Zapojením speciálního pedagoga došlo ke zlepšení péče o žáky se SVP. Byla podpořena jejich integrace v běžných třídách a individuálním přístupem se podařilo zlepšit jejich výsledky ve vzdělávání. Velkou zásluhu na úspěšné realizaci projektu mají vyučující, kteří dokázali vytvořit celkem 1 560 nových výukových materiálů v tištění i digitální podobě.
V letech 2012 a 2013 škola realizovala projekt financovaný z prostředků Evropské Unie a státního rozpočtu České republiky. Tento projekt nesl název Zlepšení kompetencí pedagogických pracovníků ZŠ Třešť. Primárně byl zaměřen na zlepšení kompetencí pracovníků školy. Struktura celého projektu byla koncipována pro rozvoj 35 pedagogů prostřednictvím výukových kurzů akreditovaných MŠMT, které byly zajištěny od externích dodavatelů. Významnou součástí vzdělávání byla aktivita při práci na E-learningových programech, která zajistila přizpůsobení a organizaci výuky k naplnění cílů kurikulární reformy. Cílem všech dostupných inovací v rámci projektu bylo zdokonalit stávající systém výuky a provádět také reformy v pohledu pedagogů ke zvyšování významu vzdělávání pro budoucí generace konkurenceschopných mladých mužů i žen.
V roce 2018 obdrželo Město Třešť informaci, že získalo dotaci na realizaci projektu Podpora výuky vybraných odborných předmětů na základní škole. Vlastní projekt se týkal rekonstrukce odborných pracoven fyziky, chemie, přírodopisu, zeměpisu, dvou počítačových učeben, dvou tříd pro výuku cizích jazyků a žákovských dílen. Stavební práce a vybavení vybraných učeben nábytkem a učebními pomůckami se podařilo zrealizovat od poloviny června do konce září roku 2019. Škola se díky vybavení pásovými schodolezy stala bezbariérovou a součástí projektu byla i částečná úprava školní zahrady, ke které došlo na podzim téhož roku. Mimořádný význam měla část projektu, která se zabývala zkvalitněním internetového připojení školy. Celkové náklady se vyšplhaly cca na 14,5 milionu korun. Příspěvek z Evropské unie či státního rozpočtu dosáhl výše 12,3 milionu korun.