เมื่อเดือนธันวาคม พ.ศ. 2539 ชาวบ้านนาเดื่อ ตำบลนาแก้ว อำเภอโพนนาแก้ว จังหวัดสกลนคร ได้ร่วมกันร้องขอให้มีการจัดตั้งโรงเรียนแยกออกจากโรงเรียนบ้านกลางนาเดื่อ ด้วยเหตุผลจำนวนนักเรียนบ้านนาเดื่อมีจำนวนมาก และการเดินทางไปโรงเรียนบ้านกลางนาเดื่อยากลำบาก โดยร้องขอตามลำดับ จนถึงสำนักงานการประถมศึกษาจังหวัดสกลนคร ขณะเดียวกันได้ก็ได้ร่วมแรงร่วมใจบริจาคทรัพย์สิน สร้างอาคารเรียนชั่วคราวขึ้นที่บริเวณที่ดินซึ่งชาวบ้านได้บริจาคให้เป็นกรรมสิทธิ์ของโรงเรียนบ้านนาเดื่อ มีพื้นที่ 18 ไร่ ๒ งาน ๓ ตารางวาในเขตพื้นที่หมู่บ้าน หมู่ที่ 11 บ้านนาเดื่อน้อย โดยมีราคาประเมินขณะนั้น 445,225 บาท ซึ่งได้ขึ้นทะเบียนเป็นที่ราชพัสดุเมื่อปี พ.ศ. 2539 ตามหนังสือกรมธนารักษ์ที่ ก.ค.0407 / 8953 ลงวันที่ 16 ตุลาคม 2539

          คณะกรรมการการประถมศึกษาจังหวัดสกลนคร (ก.ป.จ) ได้ประชุมพิจารณาคำร้องและอนุมัติให้แยกเป็นโรงเรียนสาขานาเดื่อของโรงเรียนบ้านกลางนาเดื่อ ตั้งแต่วันที่ 1 พฤษภาคม 2540 และเริ่มดำเนินการจัดการเรียนการสอน ตั้งแต่ชั้นอนุบาลหนึ่ง ถึง ชั้นประถมศึกษาปีที่หก ในปีการศึกษา 2540 โดยโรงเรียนบ้านกลางนาเดื่อ จัดครูมาสอนเป็นผลัด ๆ ละ ๖ คน เป็นเวลา ๑ ภาคเรียน และแต่งตั้ง นายเสน่ห์ ศิริสวัสดิ์ ผู้ช่วยผู้อำนวยการโรงเรียนบ้านกลางนาเดื่อ เป็นผู้ดูแลโรงเรียนสาขา นักเรียนเริ่มแรกรวมทั้งสิ้น 152 คนแยกเป็นชาย 80 คนหญิง 72 คน

          ปีงบประมาณ 2541 ได้รับจัดสรรอาคารเรียนหนึ่งหลัง แบบสปช. 105 / 29 จำนวน ๔ ห้องห้องเรียนและห้องส้วม ๑ หลัง แบบ สปช. 601 / 26 จำนวน ๒ ที่นั่ง โดยก่อสร้างเสร็จเรียบร้อย เมื่อวันที่ 28 มกราคม 2542 งบประมาณก่อสร้างอาคารเรียน 1,834,000 บาท

          ปีงบประมาณ 2548 ได้รับจัดสรรห้องส้วมนักเรียนจำนวน ๔ ที่ ได้รับการแต่งตั้งเป็นโรงเรียนเอกเทศจากกระทรวงศึกษาธิการ โดยใช้ชื่อว่าโรงเรียนบ้านนาเดื่อ เมื่อวันที่ 25 ตุลาคม 2548 โดยมีนายวิโรจน์ สาระวันเป็นผู้อำนวยการสถานศึกษาคนแรก ตั้งแต่วันที่ 31 มีนาคม 2549 ถึง 31 ธันวาคม 2551 ต่อมา นายสงวน หงส์สิงห์ ย้ายมาดำรงตำแหน่ง เมื่อวันที่ 1 มกราคม 2552 ถึง 18 เมษายน 2554

          ปี 2552 ได้รับงบประมาณสนับสนุนจาก สส. นิยม เวชกามา และ สส. เฉลิมชาติ การุณ จำนวน 100,000 บาทและ 180,000 บาทเพื่อสร้างอาคารเรียนชั่วคราวหนึ่งหลังแบบชั้นเดียว

          ปีการศึกษา 2553 คุณภาณุพันธ์ พาสุขสันต์ ได้บริจาคเครื่องกรองน้ำพร้อมถัง เป็นจำนวนเงิน 50,000 บาทเมื่อวันที่ 7 กรกฎาคมพ.ศ. 2554

          ปี ๒๕๕๔ – ๓๐ กันยายน ๒๕๖๕ นางนิภาภรณ์ อุปพงศ์ ดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการสถานศึกษา

          เดือนพฤษภาคม 2556 ได้รับงบประมาณก่อสร้างอาคารเรียนจากสำนักเลขาธิการสภาผู้แทนราษฎรเพื่อเฉลิมพระเกียรติสมเด็จพระเทพราชสุดาฯสยามบรมราชกุมารี ๑ หลัง ๕ ห้องเรียนใต้ถุนโล่ง พร้อมทั้งห้องสุขาชายหญิง 10 ห้องงบประมาณ 4,669,000 บาท เริ่มก่อสร้างเมื่อวันที่ 20 พฤษภาคม 2556 แล้วเสร็จและส่งมอบเมื่อวันที่ 20 สิงหาคม 2556 โดยได้รับพระราชทานชื่อว่า “อาคารอนันตวิชช์”ใช้จัดกิจกรรมการเรียนการสอนในภาคเรียนที่สอง 2556

          วันที่ 21 มีนาคม 2562 โรงเรียนรับมอบเครื่องกรองน้ำโครงการโรบินสัน

          เดือนพฤษภาคม 2563 ได้รับงบประมาณสร้างบ้านพักครูแบบ 207 งบประมาณ 740,000 บาทเริ่มก่อสร้างเดือนพฤษภาคม 2563 ส่งมอบงานเมื่อเดือนตุลาคม 2563

          วันที่ ๑๘ ตุลาคม ๒๕๖๕ – วันที่ ๕ ตุลาคม ๒๕๖๖ นายสุดสาคร ไชยมัชชิม ดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการสถานศึกษา

          วันที่ ๒๐ ธันวาคม ๒๕๖๖ นางสาวภัทร์ธีนันท์ สุวรรณเจริญ ดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการสถานศึกษาจนถึงปัจจุบัน