ต้นกำเนิดของโรงเรียนเพาะช่างเริ่มจาก “กองช่างแกะไม้” ในสังกัดกระทรวงธรรมการ ในรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว (รัชกาลที่ 5) เมื่อ พ.ศ. 2448 เพื่อผลิตภาพประกอบตำราเรียน ต่อมาได้ยกระดับเป็น “สโมสรช่าง” และขยายสอนหลายแขนง เช่น ช่างปั้น ช่างถม ช่างประดับมุก และช่างเขียน การขยายตัวของสโมสรช่างในเวลานั้นถือเป็นจุดเริ่มต้นของการจัดการศึกษาด้านศิลปะการช่างอย่างมีระบบ สะท้อนความพยายามของรัฐในการยกระดับงานฝีมือให้สอดรับกับมาตรฐานการศึกษาสมัยใหม่ และสร้างกำลังคนให้รองรับความเปลี่ยนแปลงของสังคมสยาม

ใน พ.ศ. 2456 พระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว เสด็จพระราชดำเนินมาทรงเปิดอาคารเรียนใหม่และพระราชทานนาม “โรงเรียนเพาะช่าง” เพื่อสืบสานพระราชดำริของรัชกาลที่ 5 ในการธำรงศิลปะการช่างไทยไม่ให้สูญหายไปกับกระแสตะวันตก การก่อตั้งนี้เป็นก้าวสำคัญของสังคมสยามที่สร้างระบบการศึกษาสมัยใหม่ด้านศิลปหัตถกรรมอย่างเป็นทางการ โรงเรียนเพาะช่างจึงเปรียบได้กับเส้นเชื่อมระหว่างภูมิปัญญาไทยแบบดั้งเดิมกับความรู้วิทยาการตะวันตก และเป็นหนึ่งในสถาบันแรกที่ใช้การศึกษาระดับโรงเรียนอย่างเป็นระบบ เพื่อให้ช่างรุ่นใหม่ได้ฝึกฝนทักษะบนรากฐานศิลปวัฒนธรรมไทย

ในช่วงแรกโรงเรียนเพาะช่างมีแผนกต่าง ๆ เช่น ช่างแกะสลัก ช่างเขียน ช่างปั้น ช่างถม ช่างไม้ ช่างกลึง และต่อมาเพิ่มแผนกสถาปัตยกรรม (2456) และหลักสูตรฝึกหัดครูสอนวาดเขียน (2460) เพื่อตอบสนองความต้องการครูในโรงเรียนทั่วประเทศ โรงเรียนเพาะช่างยังเป็นแหล่งกำเนิดพิธีไหว้ครูช่างแบบโบราณและกำหนดสีประจำสถาบันคือ “แดง–ดำ” นอกจากนี้ ยังวางรากฐานแนวคิดการสอนแบบ “learning by doing” ที่ให้ผู้เรียนได้ลงมือปฏิบัติจริง และจัดระเบียบองค์ความรู้ด้านศิลปะไทยให้เป็นระบบแบบแผน ซึ่งต่อมาได้กลายเป็นแม่แบบให้กับการเรียนการสอนศิลปะในสถาบันอื่น ๆ

ในช่วงพัฒนายุคต้นของโรงเรียน รัฐบาลยังได้เชิญครูศิลปะชาวต่างประเทศเพื่อช่วยปรับปรุงการศึกษาศิลปะสมัยใหม่ หนึ่งในบุคคลสำคัญคือ เฟรเดอริก ซามูเอล แฮรอป ศิลปินและนักออกแบบชาวอังกฤษที่จบจาก Royal College of Art ลอนดอน ซึ่งเดินทางมารับตำแหน่งครูสอนศิลปะที่โรงเรียนเพาะช่างตั้งแต่ พ.ศ. 2456 และต่อมาได้เป็นอาจารย์ใหญ่ใน พ.ศ. 2465 แฮรอปนำเทคนิคศิลปะตะวันตก เช่น สีน้ำ การวาดเส้น การพิมพ์ การออกแบบอักษรและหนังสือ มาสอนนักเรียน พร้อมกับศึกษาศิลปะไทยอย่างลึกซึ้งและผสมผสานลวดลายแบบไทยเข้ากับเทคนิคยุโรป การสอนของเขาทำให้เกิดการสร้างสรรค์งานศิลปะที่มีเอกลักษณ์แบบไทยผสมยุโรป และยังได้ฝึกครูสอนวาดเขียนสำหรับโรงเรียนสังกัดกระทรวงธรรมการ ส่งผลให้แนวคิดจากเพาะช่างแพร่ขยายไปทั่วประเทศ บทบาทของแฮรอปจึงถือเป็นส่วนสำคัญที่ทำให้เพาะช่างมีมาตรฐานแบบสากลตั้งแต่ระยะเริ่มต้น

ใน พ.ศ. 2461–2466 สมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ เจ้าฟ้าจุฑาธุชธราดิลก กรมขุนเพ็ชรบูรณ์อินทราชัย พระราชโอรสในรัชกาลที่ 5 ผู้ทรงมีพระปรีชาด้านศิลปะจากการศึกษาที่
มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ประเทศอังกฤษ เสด็จกลับมารับตำแหน่งผู้บัญชาการโรงเรียนเพาะช่าง พระองค์ทรงทุ่มเททั้งกำลังพระสติปัญญาและแรงกายเพื่อวางระบบการบริหาร จัดหลักสูตร และพัฒนาวิชาช่างหลากแขนง ทั้งช่างเขียน ช่างทอง ช่างเจียระไนเพชรพลอย ช่างบล็อกสกรีน ช่างถ่ายภาพ ฯลฯ ด้วยพระวิสัยทัศน์ของสมเด็จฯ เจ้าฟ้าจุฑาธุช เพาะช่างจึงกลายเป็นสถาบันที่ผสมผสานศิลปะแบบไทยดั้งเดิมกับแนวคิดสมัยใหม่อย่างมีแบบแผนและเป็นระบบ ทำให้โรงเรียนเจริญรุ่งเรืองและเป็นที่ยอมรับอย่างกว้างขวาง

แม้ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง (พ.ศ. 2486–2487) อาคารเรียนถูกทิ้งระเบิดทำลาย แต่เพาะช่างได้ฟื้นฟูและพัฒนาต่อเนื่อง หลังสงคราม พ.ศ. 2489 โรงเรียนได้ปรับหลักสูตรตามแบบอย่างสากล และใน พ.ศ. 2500 มีการก่อสร้างอาคารทรงไทยประยุกต์หลังใหม่ ปัจจุบัน เพาะช่างอยู่ในสังกัดมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลรัตนโกสินทร์ เปิดสอนระดับปริญญาตรีกว่า 14 สาขา และยังคงเป็นศูนย์กลางการสืบสานมรดกศิลปะไทยที่ก้าวทันโลกสมัยใหม่