民國12年4月1日由斗六公學校(鎮西國小)獨立出來，專收女學生，稱「斗六女子公學校」。當時先借用斗六公學校開課，第一任校長：宮下貞次。
民國13年11月，第一棟教室(共八間)落成，學生正式遷入本校上課。當時校址位於現今大同路。
民國19年補習科招生
民國33年，開始男女兼收。
民國34年10月，臺灣光復，改稱台南縣斗六區斗六鎮東國民學校，校長為劉世欽先生。
民國35年9月，改稱台南縣斗六區斗六鎮第二國民學校，陳有義先生接任校長。
民國36年改稱「臺南縣斗六鎮鎮東國民學校」
民國39年10月，改稱「雲林縣斗六鎮鎮東國民學校」
民國40年林廖固先生接任校長
民國41年溪洲分校獨立
民國42年2月葉世珍先生接任校長
民國45年賴鎮守先生接任校長
民國47年9月林頭分校獨立
民國49年開始遷校(現今文化路校地)，公誠分校獨立
民國54年奉命辦理美援學童營養午餐供應工作
民國55由蕭講教校長視事
民國57年8月改稱「雲林縣斗六市鎮東國民小學」
民國59年10月奉命辦理雲林縣麵包供應中心
民國65年由吳又德先生接任校長，與斗六國中募集百萬元，興建文化陸橋。(陸橋於民國106年8月拆除。)
民國75年由張茂村先生接任校長
民國79年由游景琳先生接任校長
民國87年設置幼兒園，招生大小班各一班
民國88年2月由黃春成先生接任校長
民國96年2月由林慧珍女士接任校長
民國100年8月由張麗娟女士接任校長
民國103年8月由蔡淑玲女士接任校長
民國111年8月由張美琳校長接任迄今