โรงเรียนบ้านมฤคทายวันก่อตั้งขึ้นเมื่อวันที่ 5 มิถุนายน พ.ศ. 2505 โดยมีนายสวัสดิ์คำประกอบร่วมกับชาวบ้านตลิ่งสูงขออนุญาตจัดตั้งขึ้นเปิดทำการสอนตั้งแต่ชั้นอนุบาล 1 ถึงชั้นประถมศึกษาปีที่ 6 ต่อมาเมื่อวันที่ 5 มิถุนายน พ.ศ. 2533 โรงเรียนได้รับการคัดเลือกจากสำนักงานการประถมศึกษาจังหวัดนครสวรรค์ให้เป็นโรงเรียนในโครงการนำร่องขยายโอกาสทางการศึกษาโดยเปิดทำการสอนถึงระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนต้นเมื่อต้นปีการศึกษา 2542 โรงเรียนได้เปิดการสอนชั้นอนุบาล 3 ขวบ เพื่อสนองนโยบายขยายการศึกษาปัจจุบันชั้นอนุบาล 3 ขวบได้ถ่ายโอนให้องค์การบริหารส่วนตำบลแม่เล่ย์ เป็นผู้จัดการศึกษาเมื่อปีการศึกษา 2542 สำนักงานคณะกรรมการประถมศึกษาแห่งชาติมีเป้าหมายที่จะตั้งโรงเรียนอนุบาลอำเภอขึ้นอำเภอ ละ 1 โรงเรียน โดยมีโรงเรียนอนุบาลจังหวัดเป็นโรงเรียนแม่ข่ายที่จะให้ความดูแลช่วยเหลือ ดังนั้น สำนักงานการประถมศึกษาจังหวัดนครสวรรค์จึงได้สนองนโยบายดังกล่าวโดยแต่งตั้งคณะกรรมการกำหนดโรงเรียนเครือข่ายโรงเรียนอนุบาลขึ้น๑๕ โรงเรียน โดยสำนักงานการประถมศึกษาอำเภอแม่วงก์ได้จัดตั้งโรงเรียนบ้านมฤคทายวันเป็นโรงเรียนเครือข่ายโรงเรียนอนุบาลเมื่อวันที่ 28 กรกฎาคมพ.ศ. 2543 โรงเรียนได้ผ่านการประเมินและเปลี่ยนชื่อเป็น โรงเรียนอนุบาลแม่วงก์ (บ้านมฤคทายวัน) ปัจจุบันโรงเรียนได้จัดการศึกษาตั้งแต่ระดับชั้นอนุบาล 2 ถึงระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3