มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี ได้ดำเนินโครงการจัดตั้งโรงเรียนสาธิตนวัตกรรมมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี ตามความเห็นชอบของมติสภามหาวิทยาลัย เมื่อวันที่ ๒๓ กุมภาพันธ์ ๒๕๕๕ โดยเริ่มทำการเปิดรับสมัครนักเรียน ๒ ห้องเรียน ห้องเรียนละ ๓๕ คน เพื่อเข้าศึกษาในระดับชั้นประถมศึกษาที่ ๑ และเปิดการเรียนการสอนในเดือนมิถุนายน ภาคเรียนที่ ๑/๒๕๕๕ แต่เนื่องจากเป็นการเปิดรับนักเรียนปีแรก จึงยังไม่พร้อมในเรื่องของอาคารเรียนถาวร ทางโรงเรียนจึงได้ใช้สถานที่บริเวณชั้น ๑ ของอาคารศึกษาศาสตร์ ๒ เป็นห้องเรียน และสำนักงานธุรการ และต่อมาในปีการศึกษา ๒๕๕๖ โรงเรียนได้ทำการย้ายอาคารเรียนมาที่อาคารนาฏศิลป์และดุริยางค์ (เดิม) ตรงข้ามอาคารศึกษา-ศาสตร์ ๑ ซึ่งทางคณะครุศาสตร์อุตสาหกรรม ได้งบประมาณในการปรับปรุงเพื่อใช้เป็นอาคารโรงเรียนสาธิตนวัตกรรม มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี (ชั่วคราว) ปัจจุบันชื่ออาคารเฉลิมพระเกียรติในโอกาสฉลองพระชนมายุ ๕ รอบ ๒ เมษายน ๒๕๕๘ อาคารนี้เริ่มก่อสร้างใน พ.ศ. ๒๕๕๘ เป็นอาคารเรียน ๔ ชั้น มีห้องเรียนและห้องปฏิบัติการ แล้วเสร็จ พ.ศ.๒๕๕๙ โรงเรียนจึงย้ายเข้ามาดำเนินการเรียนการสอนตั้งแต่ปีการศึกษา ๒๕๕๙ เป็นต้นมา ตั้งอยู่บริเวณฝั่งซ้ายของประตู ๑ ติดกับหอพักนักศึกษา มีห้องเรียนและห้องปฏิบัติการ ปัจจุบันมีอาคารปฏิบัติการนารีรัตนา และสนามกีฬาในร่ม
