Lors d'une enquête préfectorale sur les établissements scolaires menée en 1807, un instituteur d'Azay-le-Rideau âgé de 62 ans indique qu'il exerce depuis une quarantaine d'années, dont 25 ans dans cette commune.

Après l'adoption de la loi Guizot sur l'enseignement en 1833, la commune de Cheillé demande son rattachement à celle d'Azay-le-Rideau pour bénéficier de l'école de cette commune. En 1836, un bail est signé par la commune d'Azay-le-Rideau pour l'installation d'une école de filles, qui sera tenue par deux sœurs hospitalières mais trois ans plus tard, il semble que l'école de filles soit dirigée par une institutrice laïque communale. Pour récompenser les meilleurs garçons, la municipalité fait acheter, en 1837, des livres pour des prix scolaires.

Au début de la Seconde République, la commune fait l'acquisition d'un bâtiment pour y regrouper la mairie, l'école de garçons (une classe) et la justice de paix. En 1858, elle projette l'acquisition d'un bâtiment pour y installer une nouvelle école de filles. L'effectif étant porté à 80 élèves en 1877, l'instituteur réclame la création d'un poste d'adjoint - l'Inspecteur académique en avait même compté une centaine l'année précédente. Le poste est finalement créé en 1879. En 1884, la mairie attribue la somme de 100 francs à l'école pour l'acquisition d'un piano afin que la directrice puisse donner des cours de musique : « la mesure se justifie par la situation aisée de quelques familles et l'obligation pour l'école de soutenir avantageusement la concurrence qui lui est faite ». Afin de loger la deuxième classe de garçons, la municipalité fait édifier une nouvelle classe en 1891.

En 1882, une école est créée au hameau de Marray.

En 1882, le poste d'adjointe est créé à l'école des filles, qui compte alors 88 élèves.Malgré un effectif de 95 élèves en 1885, l'Inspecteur d'académie refuse de créer un second poste d'adjointe et il faut attendre 1891 pour voir ce poste créé, l'effectif étant porté alors à 112 élèves. En 1895, la commune achète un nouvel édifice pour y loger l'école de filles. L'ouverture d'une école congrégationniste de filles, en 1898, après une école de garçons, encourage le Conseil municipal dans sa volonté de laïciser l'école maternelle. L'année suivante, l'école maternelle est construite dans le prolongement de l'école de filles, à laquelle elle sera plus tard annexée.

La commune d'Azay-le-Rideau dispose désormais de 6 écoles, deux de garçons, deux de filles et deux maternelles. En 1901, un comité de parents fait publier un article dans le journal « La Dépêche » contre la municipalité pour réclamer la création du deuxième poste d'adjoint à l'école des garçons, car il y plus de 100 élèves.

Pendant la Seconde Guerre mondiale, les deux écoles sont réquisitionnées par les troupes d'occupation. Les travaux de remise en état des locaux seront terminés en 1952. En 1953, l'école des filles et enfantine a 4 classes pour 145 enfants. Celle des garçons est composée de 3 classes pour une centaine d'élèves. En 1958, une quatrième classe est aménagée pour 155 élèves.

La petite école de hameau de Marray compte une douzaine d'élèves dans sa classe unique, qu'abrite un bâtiment reconstruit en 1955.

L'école élémentaire Descartes fait sa rentrée dans de nouveaux bâtiments en 1985. En 2003, l'école Mermoz (ancien collège) ferme ses portes. Il ne reste plus dans la commune qu'une école élémentaire. En 2014, l'école est composée de 9 classes et accueille 240 élèves.

Les archives du versement 2329W ont été prises en charge dans l'établissement le 12 mai 2014.

Les archives du versement 3009W ont été trouvées en mairie en 2020.

Sources complémentaires aux Archives départementales :
- T 1203 (cote provisoire) : écoles primaires, classement par commune
- 301W230 : fonds des services déconcentrés de l'État chargés de la Reconstruction, répartition des dommages de guerre, bâtiments des collectivités publiques sinistrés
- 2O/014/9, 10 et 18 (cotes provisoires : fonds de la préfecture, service de l'administration communale
- 128W43-44 : fonds du patrimoine immobilier départemental, bâtiments d'enseignement
- 1007W22 : fonds du patrimoine immobilier départemental, bâtiments d'enseignement
- 2254W , fonds de l'école primaire des Deux-Bourgs de Cheillé
- 2332W , fonds de l'école maternelle Marcel Amice d'Azay-le-Rideau
- 152 J 152 et 170 : fonds privé de la famille Biencourt