โรงเรียนบ้านดงลึก เริ่มก่อสร้างเมื่อวันที่ 10 เมษายน 2500 โดยได้รับความร่วมมือจากชาวบ้านในท้องที่โดยการอำนวยการ ของนายเต็ง แสงวิจิตร ศึกษาธิการอำเภอ และนางเฉลียว ขาวสะอาด ผู้ช่วยศึกษาธิการในสมัยนั้น จนสำเร็จลุล่วงไปด้วยดี โดยทำการเปิดสอนครั้งแรก เมื่อวันที่ 7 พฤษภาคม 2500 มีนักเรียน 57 คน
โรงเรียนบ้านดงลึก มีที่ดิน 2 แปลง แปลงที่ 1 หมายเลยทะเบียน 317 ตั้งอยู่ หมู่ที่ 3 ตำบลวังศาล อำเภอวังโป่ง จังหวัดเพชรบูรณ์ มีเนื้อที่ 1 ไร่ 1 งาน 73 ตรว. แปลงที่ 2 หมายเลข 295 มีระยะห่าง จากแปลงแรกประมาณ 600 เมตร มีพื้นที่ 5 ไร่ 2 งานที่ดินทั้ง 2 แปลง ได้รับบริจาคจากผู้ปกครอง ของนักเรียน คือ นายพุต ครองผา และนายยู้ ทับมีบุญ ตามลำดับ และปีการศึกษา 2538 โรงเรียนได้มีที่ดินเพิ่มจากการบริจาคจาก นายเพ้ย ครองผา และทางโรงเรียนกับผู้ปกครองของนักเรียนจัดสรรงบประมาณซื้อเพิ่มเติมรวมเป็น 1 ไร่ ปัจจุบันโรงเรียนบ้านดงลึกมีเนื้อที่ทั้งหมด 6 ไร่ 2 งาน
ต่อมาสถานที่คับแคบลงจึงมีการก่อสร้างอาคารขึ้นใหม่ในที่ดินแปลงที่ 2 (หมายเลข 295) ซึ่งเป็นที่อยู่ในปัจจุบันและได้มีการพัฒนาขึ้นมาเป็นลำดับ