Den første skolen på Vaula ble bygget i 1884.  Det er det hvite huset i veikanten som vi ofte kaller "gamleskulen" og som Mosterøy skolekorps bruker som øvingslokale.  Der var det skole i ene enden og lærerbolig i andre enden. Her gikk elevene fra Vaula skolekrets.  På slutten av 1800-tallet og framover 1900-tallet var det også skoler på Utstein Kloster, på Bru og på Vestre Åmøy. I 1958 ble skolen på Vestre Åmøy langt ned, og elevene flyttet over til skolen på Austre Åmøy i Stavanger kommune.

Etter hvert som elevtallet økte ble det bygget ny skole i 1940.  Denne ligger like ved den gamle og går i dag gjerne under navnet Avdeling 1, og det er dette huset som nå er blitt til Mosterøy aktivitetshus.  Dette skolehuset er blitt bygget ut i to omganger.  Fra 1966 ble skolene på Utstein Kloster og Vaula samlet under navnet Mosterøy skoler.  1.-3.klasse gikk på Utstein Kloster skole og 4.-6.klasse gikk på Vaula skole. Da Mastrahallen sto ferdig i 1990 ble Utstein Kloster skole lagt ned. Alle elevene ble samlet på Vaula, og skolen fikk navnet Mosterøy skole. I 1996 ble Bru skule nedlagt, og elevene begynte på Mosterøy skole. I 1997 ble også elevene fra Vestre Åmøy overført fra Austre Åmøy skole. Skolen hadde nå mange elever, og det var lagt planer for en ny utbygging.

Utbyggingen av Mosterøy skole slik den er i dag startet med byggingen av Mastrahallen i 1990. Skolen bruker hallen som gymsal, og det ble også bygget en fløy med klasserom til praktiske fag.  I 1997 sto første byggetrinn ferdig med fire nye klasserom på andre siden av veien i tilknyning til hallen.  På denne tida omtalte vi byggene som avdeling 1, det gamle bygget, og avdeling 2, det nye bygget på andre siden av veien. Byggetrinn to med enda to nye klasserom sto ferdig i 1999, og det skulle ta tolv år før det siste store byggetrinnet kom.  I 2011 sto Mosterøy skole ferdig utbygget for to paralleller på hver trinn.  Det førte til at vi flyttet ut av avdeling 1, og at hele skolen nå er samlet i ett bygg på andre siden av veien.

I 2014 ble Austre Åmøy skole nedlagt og de fleste elevene derfra valgte Mosterøy skole som sin nærskole. 
I 2019 ble det utført et stor rehabiliteringsarbeid på den eldste delen fra 1991. Det ble skiftet ventilasjon og lys i Mastrahallen og praktisk fløy, i tillegg til nytt skolekjøkken og generell oppussing. 

På grunn av kommunesammenslåing ble vi fra 01.01.2020 en del av Stavanger kommune, og Mosterøy er nå en del av stavangerskolen. Skoleåret 2021-22 ble større deler av skolegården rehabilitert og skolen fikk større variasjon i lekemulighetene utendørs.

Skolen har skoleåret 2023-24 11 klasser og 220 elever.