清光緒三十二年（公元1906年），海城縣高等小學堂創立。學校最初位于縣城內東北隅，即現在的海原三中所在地，共有房舍31間，教習1名，學生十余人。每年由各牙行籌款940千文作為經費，校長稱堂長，教師稱教習。在晚清社會急劇變革的背景下，海城縣高等小學堂為近代科學知識、先進技術及改良思想在海原的傳播起到了積極作用。民國元年（公元1912年）一月，南京臨時政府教育部頒布《普通教育暫行辦法》十四條規定：“從前各學堂均改稱為學校。”因此，海城縣高等小學堂開始改稱海城縣高等小學校。與此同時，原堂長一律改稱校長，每級另設級任教員（兼管級務工作），酌設專科教員（主要擔任學科教學）。民國三年（公元1914年），因原海城縣名與遼寧省海城縣重名，海城縣改為海原縣，校名也隨之改稱海原縣高等小學校。從1912年到1921年，在共和體制與封建復辟體制斗爭的歷史條件下，海原縣高等小學校得到了初步發展。民國九年（公元1920年），學校原有一切設施毀于震驚中外的海原大地震中。這次地震使學校原有校舍破壞殆盡，師生四散逃命，學校停辦兩年。從大地震中幸存下來的海原回漢各界民眾為延續被中斷的教育，開始于學校原址重新建立學校。這是海原民眾熱愛教育、崇尚文明的歷史見證，也是學校得以重生的艱難創舉。新校建成后，校名也隨之改稱為海原縣高級小學校。當時，新建立的學校，校園主體部分為四合院形式的校舍，正面為出檐（有明柱）五間大禮堂；南面一棟七間，正中一間為過道，左右相對為教室；東、西各有學生宿舍或其他用房七間。當時，海原縣高級小學校的門面相當講究，高約5米，磨磚雕砌，飾以鐵花。在校門兩旁有含義深遠、對仗工整的磚刻楹聯一副：“研究中西學說尊所聞行所知，培養純粹人才仰其根俟其實。”這對聯是這一時期學校辦學宗旨的集中體現，也是海原縣高級小學校開始執行“壬戌學制”的必然產物。根據該學制的規定，初等小學6年，分為初小和高小兩級；初級小學4年，可以單獨設立，義務教育便以此4年為準；高級小學2年，不能單獨設立。但鑒于海原教育發展實際，學校仍以高級小學開辦。因此，直到1936年，學校仍只收小學高年段學生，而不收低、中年段學生，故學校雖在規模擴大上受到一定限制，但卻保持著較高的辦學層次，成為當時海原縣最高學府與人才成長的搖籃。這一時期，海原縣高級小學校的辦學方向為：適應社會進步之需要，發揮平民教育精神，謀個性之發展，注意國民經濟力，注意加強對學生的生活教育，使教育易于普及。這一新的辦學方向，進一步規范了學校辦學行為，并使學校的教育教學行為發生了較為深刻的變化，使海原縣高級小學校與海原教育逐漸走上了規范化之路。