Το 5^ο Δημοτικό Σχολείο, μεταξύ των άλλων 15 που λειτουργούν σήμερα στη πόλη της Κοζάνης είναι ένα από τα αρχαιότερα. Ιδρύθηκε από την ελληνορθόδοξη κοινότητα Κοζάνης, το Σεπτέμβριο του 1911, τελευταίου έτους της τουρκικής σκλαβιάς, ως παράρτημα των δυο Αστικών Σχολών Αρρένων, που λειτουργούσαν τότε στην πόλη, με τον τίτλο Γ΄ Αστική Σχολή του Προφήτου Ηλιού.

Με οργανικότητα 3/θεσίου Σχολείου ξεκίνησε η λειτουργία του. Το πρώτο έτος είχε 137 μαθητές που ανήκαν στις τέσσερις κατώτερες τάξεις του Δημοτικού (Τετράτακτος Σχολή). Πρώτος Διευθυντής ορίστηκε από την Κοινότητα Κοζάνης ο Αστέριος Δημητρίου Καραγκούνης, αργότερα Δήμαρχος Κοζάνης, και διδάσκαλοι οι: Ιωάννης Κίτσιος και Εμμανουήλ Καραπατσίδης.

Από το 1911 έως και το σχολικό έτος 1920-1921 το Σχολείο φιλοξενείται και λειτουργεί στις οικίες Κων/νου Γκάγκαλη στη συνοικία Προφήτη Ηλία (Χαμηλού Αι-Λιά) και Τέρπου & Βαμβακά, που νοικιάζονται για το σκοπό αυτό. Το έτος 1918 αρχίζει η ανέγερση του σημερινού διδακτηρίου με χρήματα του Γεωργίου Τιόλη και του ταμείου επισιτισμού που διατέθηκαν από τον τότε Γενικό Διοικητή Δυτικής Μακεδονίας Ιωάννη Ηλιάκη. Το σχολικό έτος 1921-22 μεταφέρεται οριστικά στο ιδιόκτητο σημερινό διδακτήριο. Το έτος 1924-25 στον πάνω όροφο λειτουργεί το Διδασκαλείο Αρρένων έως και το 1935 και στον κάτω το Πρότυπο Δημοτικό Σχολείο του Διδασκαλείου. Το επόμενο σχολικό έτος 1925-1926 λειτουργεί και Πρότυπο Μονοτάξιο Δημοτικό Σχολείο Αρρένων στον κάτω όροφο έως και το 1939. Το σχολικό έτος 1929-1930 το Σχολείο μετατρέπεται σε μικτό μετά την καθιέρωση κοινής φοίτησης αρρένων και θηλέων. Το 1937-38 το Πρότυπο Δημοτικό μετά την κατάργηση του Διδασκαλείου μετονομάζεται σε 5^ο Δημοτικό Σχολείο Κοζάνης. Από το 1938 μέχρι το Μάιο του 1984 συστεγάζεται μαζί με το 5^ο Δημοτικό το Γυμνάσιο Θηλέων Κοζάνης.

Στην Κοζάνη την περίοδο της Κατοχής (Απρίλιος 1941-Οκτώβριος 1944), τα διδακτήρια των δημοτικών σχολείων και των γυμνασίων επιτάσσονται από τους Γερμανούς, που τα χρησιμοποιούν σαν διοικητήρια ή ακόμη και σαν φυλακές.

Σύμφωνα με μαρτυρία της Κούλας Διαμαντοπούλου-Παπαγεωργίου, γεννημένης το 1931, που φοιτούσε στο 5^ο Δημοτικό, το κτίριο του 5^ου Δημοτικού Σχολείου είχε επιταχθεί και λειτουργούσε ως νοσοκομείο την περίοδο της Κατοχής. Οι μαθητές έκαναν μάθημα το διάστημα εκείνο στο νάρθηκα της εκκλησίας του Αγίου Κωνσταντίνου.

Μετά την αποχώρηση του Γυμνασίου το 1984  το διδακτήριο ανακαινίζεται από τον εργολάβο Δημήτριο Πλιάτσιο. Το 5^ο έχει τότε διευθυντή τον Μάρκο Παπαδημητρίου. Την ίδια χρονιά στεγάστηκε στον πάνω όροφο του κτιρίου και το 15ο Δημοτικό Σχολείο, με το οποίο συστεγάστηκε το 5ο Δημοτικό μέχρι τον Ιούνιο του 2011. Μετά τον καταστροφικό σεισμό των 6,6 R της 13ης Μαΐου 1995 στο κτιριακό οικοδόμημα γίνονται  εργασίες αντισεισμικής θωράκισης .

Το 2009 ιδρύεται και λειτουργεί συνεχώς μέχρι σήμερα το Τμήμα Ένταξης του Σχολείου. Το σχολικό έτος 2011-2012 μετά τις νέες εκπαιδευτικές μεταρρυθμίσεις  το 5ο και το 15ο Δημοτικό συγχωνεύονται με τον τίτλο: 5^ο 12/Θ Ολοήμερο Δημοτικό Σχολείο Κοζάνης και λειτουργεί  με 15 τμήματα και 281 μαθητές, ακολουθώντας ενιαίο αναμορφωμένο εκπαιδευτικό πρόγραμμα με 7ωρο ωρολόγιο πρόγραμμα έχοντας Διευθυντή τον κ. Γάγαλη Ηλία. Από το σχολικό έτος 2016-2017 στο σχολείο λειτουργεί ανελλιπώς Τάξη Υποδοχής ΖΕΠ τύπου 2 για τους αλλοδαπούς και παλιννοστούντες μαθητές. Από το σχολικό έτος 2015-2016 το ωρολόγιο πρόγραμμα του Σχολείου διαμορφώθηκε στις (6) έξι ώρες. Από το σχολικό έτος 2019-2020 λειτουργεί στο Σχολείο Σχολική βιβλιοθήκη-Αναγνωστήριο που οργανώθηκε σε χώρο στον 1^ο όροφο του Σχολείο.

Η σημερινή κατάσταση του Σχολείου

Κατά το σχολικό έτος 2025-2026 το σχολείο λειτουργεί με 12 τμήματα, Τμήμα Ένταξης, και Τμήμα Υποδοχής. Υπάρχει αίθουσα Η/Υ και σχολική Βιβλιοθήκη-Αναγνωστήριο. Το μαθητικό δυναμικό για το σχολικό έτος 2025-2026 είναι 197 μαθητές/μαθήτριες και στο Σχολείο υπηρετούν 35 εκπαιδευτικοί, δυο (2) άτομα βοηθητικό προσωπικό (καθαρίστριες) και σχολική Νοσηλεύτρια.