伊深小学校の始まりは、1873（明治6）年に伊深・正眼寺の見桃庵を校舎として開設し、秀文義校と称したことによる。明治34年には校名を「伊深村立伊深尋常高等小学校」と称しした。1903（明治36）年3月には、小学校が現在の場所に新校舎を建てて移転した（後に東校舎と呼んだ）。1922（大正11）年には西校舎が落成、それまでの東校舎と合わせ伊深小学校の校舎が完成した。1947（昭和22）年には六三三制の新制の伊深小学校となる。1954（昭和29）年4月の美濃加茂市発足により、美濃加茂市立伊深小学校と称することになった。1959（昭和34）年には給食室の設備が整い学校給食を実施、1971（昭和46）年に市の給食センターができるまで提供を続けた。1966（昭和41）年には新校舎が完成した。伊深村出身の日本画家・大矢峻嶺は1899（明治32）年に同校に入学し学んだ。