Trường Mầm non Hướng Dương được thành lập sau ngày quê hương hoàn toàn giải phóng năm 1975, mang tên là Trường Mẫu giáo xã Cam Thành. Năm 1994 thị trấn Cam Lộ được thành lập, trường được mang tên Trường Mẫu giáo Thị trấn Cam Lộ; đến 2002, trường được UBND huyện Cam Lộ ra Quyết  định số 107/2002/QĐ –UB ngày 04 tháng 3 năm 2002 đổi tên thành Trường Mầm non bán công Thị trấn Cam Lộ. Năm 2005, trường được UBND huyện Cam Lộ ra Quyết định số 75/ QĐ –UB ngày 25/1/2005 đổi tên trường thành Trường Mầm non bán công Hướng Dương. Năm 2011, trường được chuyển đổi từ Trường mầm non bán công sang Trường mầm non công lập tự chủ một phần theo Quyết định số 1864/QĐ-UBND ngày 11/7/2011 của UBND huyện Cam Lộ.

Trong những năm đầu mới thành lập, nhà trường còn gặp rất nhiều khó khăn, nhưng dưới sự chỉ đạo sâu sát của Phòng GD & ĐT huyện Cam Lộ, sự quan tâm đúng mức của UBND thị trấn Cam Lộ, sự phối hợp chặt chẽ của các ban ngành đoàn thể, Ban đại diện cha mẹ trẻ em, cùng với sự năng động, sáng tạo và tinh thần đoàn kết của toàn thể đội ngũ cán bộ, giáo viên, nhân viên trong nhà trường nên bộ mặt của nhà trường ngày một khang trang. Tháng 4 năm 2014 trường đạt chuẩn Quốc gia mức độ 1.

 Trường và điểm trường đều đặt ở trung tâm dân cư, thuận lợi cho trẻ đến trường. Tổng diện tích đất toàn trường có 8.232m2. Toàn trường có tất cả 9 nhóm/lớp với số lượng huy động 236 cháu và 12 phòng chức năng. Các điểm trường được xây dựng theo hướng kiên cố hóa và có khuôn viên khang trang, đảm bảo môi trường xanh - sạch - đẹp. Song song với việc đầu tư cơ sở vật chất, nhà trường đã chú trọng đầu tư phát triển về đội ngũ, nâng cao chất lượng chăm sóc - giáo dục và đặc biệt quan tâm đến rèn luyện kỹ năng sống cho trẻ. Thực hiện tốt các cuộc vận động và phong trào thi đua “Xây dựng trường học thân thiện, học sinh tích cực”. Chính vì vậy, chất lượng giáo viên đã được nâng lên, 100% giáo viên đạt trên chuẩn về đào tạo; đội ngũ giáo viên thực sự vững mạnh về chuyên môn nghiệp vụ, trong sáng về đạo đức lối sống, đoàn kết thân ái, nhiều CB,GV đạt danh hiệu chiến sỹ thi đua cơ sở. Đặc biệt  từ nhiều năm  nay, trường liên tục được UBND huyện tặng Giấy khen  “Tập thể lao động tiên tiến”,  Công đoàn và Đoàn thanh niên CSHCM nhiều năm liền đạt vững mạnh, Chi bộ tuy mới thành lập nhưng liên tục 3 năm liền đạt “Trong sạch vững mạnh”.