โรงเรียนบ้านทรายมูลได้ก่อตั้งขึ้นเมื่อวันที่ ๑ พฤษภาคม พ.ศ. ๒๔๖๐ มีชื่อว่าโรงเรียนประชาบาลตำบลทรายมูล ๑ วัดศรีบุญเรือง ตำบลทรายมูล อำเภอน้ำพอง จังหวัดขอนแก่น ใช้ศาลาวัดเป็นที่จัดการเรียนการสอนมีสามเณรไมล์ ศิลานคร เป็นครูใหญ่คนแรก โดยมีหมู่บ้านที่ส่งบุตรหลานมาเรียน คือ หมู่ที่ ๑ , ๒ , ๓, ๗ , ๘ , ๙ , และ ๑๑ เปิดสอนครั้งแรก ๒ ชั้น คือ ป.๑ และ ป.๒ และเปิดสอนชั้นประถมบริบูรณ์ถึงชั้น ป.๕ เมื่อปี พ.ศ.๒๔๖๘ ต่อมาในปีพ.ศ.๒๔๙๖ ได้ย้ายโรงเรียนไปอยู่โรงเรียนชั่วคราวบ้านกุดดุกและในปี พ.ศ.๒๔๙๗ ได้ย้ายจากบ้านกุดดุกกลับมาที่โรงเรียนชั่วคราวบ้านทรายมูล ปี พ.ศ. ๒๔๙๘ ย้ายจากโรงเรียนชั่วคราว บ้านทรายมูลไปอยู่ศาลาวัดบ้านกุดดุกเพื่อให้ชาวบ้านได้ทำการก่อสร้างอาคารที่ได้รับงบประมาณจากทางราชการและร่วมกันบริจาคสมทบ การก่อสร้างอาคารเรียนแล้วเสร็จเมื่อวันที่ ๓๐ กันยายน พ.ศ.๒๕๐๕ หลังจากนั้นมาโรงเรียนก็ได้รับงบประมาณในการก่อสร้างมาเป็นระยะพร้อมทั้งได้รับบริจาคจากชาวบ้านสมทบในการก่อสร้างอาคารประกอบต่างๆมาจนถึงปัจจุบัน
โรงเรียนทำหน้าที่ในการบริการการศึกษาโดยทำการสอนในระดับประถมศึกษา และได้รับอนุญาตให้เปิดสอนระดับมัธยมศึกษาตอนต้นตามโครงการขยายโอกาสทางการศึกษา ในปัจจุบันได้จัดการศึกษาตามหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช ๒๕๕๑ (ฉบับปรับปรุง ๒๕๖๐) จัดการศึกษา ๓ ระดับ คือ ระดับก่อนประถมศึกษา ระดับประถมศึกษา ระดับมัธยมศึกษาตอนต้น เพื่อตอบสนองรัฐธรรมนูญแห่งราชอาณาจักรไทย พุทธศักราช ๒๕๔๐ ตามมาตรา๔๓ และมาตรา๘๑ และพระราชบัญญัติการศึกษาแห่งชาติ ๒๕๔๒ (แก้ไข ฉบับที่ ๒ พ.ศ.๒๕๔๕) พระราชบัญญัติการศึกษาภาคบังคับ พ.ศ. ๒๕๔๕