广东省立广州女子师范学校创办于1907年。初名官立女子初级师范学堂，以小北大石街太清宫为校址，招初级师范生两班，三年毕业。同时附设高等小学、初等小学各两班。任程曜华为监督，杨樨琴为监学。教习中除本国人士外，还有日本人滨田松子、宇佐美宜子、宇佐美缪子等三人，她们教图画、手工、 乐歌、体操。全校师生员工全是女性。

1908年，增办蒙养园，为广州最早的幼稚园之一。1909年，由文庭鞠继任监督，校务日有发展。

辛亥革命后，改为广东省立女子师范学校，由张沅任校长。延长学习期限为四年，与旧制中学相等。增办保姆传习所，培养幼稚园师资，是广州市区幼稚师范的最早创办者。后任廖冰筠为所长。将蒙养园改称为幼稚园。校内开始增聘男教员，学生组织自治会，推行自我管理，校务一新。

1913年秋，刘华林继任校长兼理保姆传习所。对聘用男教员作出须年满四十岁以上的规定。引起开明人士和社会舆论的讽刺。1914年冬，由陶明学接任校长。明年，停办保姆传习所，增办师范讲习所，培养初级小学师资，学习期限二年毕业。同时在小学部开始推行级任制。

1917年春，陶秀荪任校长，举办贫民小学，并在学校附近的街坊办贫民夜校，均不收学费。既解决了无力上学的儿童的求学问题，又使师范生增多实习教学的机会，颇得社会好评。

1919年后，校长人选，随着政局变动而屡次更替，并发生过学生拒绝新校长接任的风潮。后来以省长公署教育科长朱介如兼任省女师校长，朱宣布对历来定下的制度，严格遵守不变，才安定下来，学校也得以按常规发展。以男性而任省立女师校长，就只有朱介如一人。

1921年春，廖冰筠再任校长。改革校务，废监学制，设教务主任、教师采取科任制和级任制。停办师范讲习所，扩招师范生至八个班，以提高师范生的水平。1923年，修建积厚坊旅粤中学（即清代的随宦学堂）旧址及金花庙，作为师范部，扩招学生两班，将大石街原校址作为小学部。实行新学制，师范部与高中等同，校务大为发展。

1924年4月5日，庆祝开校十七周年纪念时，孙中山先生莅校演讲。明年，废除修身、公民两科，代以三民主义。三民主义作为课程讲授，是从省女师开始的。同时在校设立女童子军的课程。

1926年，扩大学校行政组织，设教务、训育、总务三处，任陈良烈、许广平、罗宗堂为各处的主任。增办高中语文科班。

1927年，校长一职，由李励荘、沈燕芳交替竞任，一年之内，三次互易，把学校用作政治竞争场所。

1928年2月，吕兰芳任校长，将训育处改为训育委员会，加强对学生的思想控制。因省立女师在大革命期间，是革命青年活动中心之一，有不少中共地下党员。在中共广东区外围组织“新学生社”，有不少省女师同学参加。大革命失败后，学校当局便对学生加强控制。同年秋，李雪英接任校长，接收私立女子体育学校，改为图工体乐专修科。将原菊坡精舍部分旧址建为新校舍，校舍扩充至应元路与莲塘路。成为广州大校之一。

1935年8月，增设幼稚师范班，改校名为广东省立广州女子师范学校。

1936年8月，肖悔尘任校长。停招初中新生，将学校办理为完全师范学校。

抗日战争开始，迁校于西樵简村。广州沦陷后，停办。到1940年6月，在韶关市郊黄塱坝复校，复以省立女子师范为校名。设师范科、简易师范班及初中，后再增设附属小学。由李雪英再任校长。

1942年6月，迁校连县，兼办国民教育师资短期训练班，学习期限半年毕业。

抗日战争胜利后，莲塘路原校址在沦陷时期，已为敌伪政权改办为鸣崧学校，抗战胜利后，为黄埔中正中学所占驻，乃以登峰路越秀山麓原省立女中为校址。校长为沈芷芳。恢复幼稚师范科和幼稚园。1948年底，由杨训贤任校长。

解放后，仍设为广东省立女子师范学校，后停办。