学校前身是始建于清光绪三十一年（1905年）的“大同中学堂”，此后校址校名几经变迁。1913年，山西省立第三中学正式创建，民国二十三年（1934年）改名为“山西省立大同中学校”，1972年改为“大同师范学校”一直沿用至今。
　　建筑坐北朝南，校门由八根方形砖柱组合而成，形成正门和侧门。进入校门后是一字形办公楼，为单层建筑，正面楼外有半出檐的中式廊柱雨棚。办公楼后20多米处便是富丽堂皇的大礼堂，其平面布局构图俨然一头头朝北方的巨型卧象。礼堂后面是12个独立的教室，位于校园中央，南北各4个，东西各2个，形成一个方阵。此外，还有开阔的校园和操场。
　　山西省立第三中学旧址的建筑，既保留了我国传统的建筑风格，又吸收了西洋建筑的特色。

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