1998年租用顺义区师范学校的闲置资产为办学场地。1999年顺义区开始调整全区学校布局，该校（原牛一分校）于2002年迁入现地址（顺义区马坡镇肖家坡村南）。2008年5月转制为民办非企业单位，名称为北京市牛栏山一中实验学校。2008年12月，经顺义区教育委员会批准，同意北京市牛栏山一中实验学校增设普通高中和小学教育。现该校共有56个教学班，3600余名学生。
牛栏山一中实验学校占地378亩，建筑总面积5万余平方米（包括教学楼、实验楼、食堂、宿舍楼和公寓楼等）。有标准的400米塑胶田径运动场。学校配备了400台台式计算机，每位教师配备了笔记本电脑，有流畅的宽带网络，每个教室装配了先进的多媒体教学系统和教学评估系统。学校还配备了充足的物理、化学、生物实验室和音乐美术教室。经过不断发展，形成了教学区、运动区、生活区的完善布局。学生宿舍内有空调、独立卫生间和淋浴设施。
中学是人生的重要阶段。良好的教育意味着一生的幸福。我们的办学目标就是把学生塑造成志向高远、道德高尚、基础扎实、特长突出、体魄健美、心理健康、热爱劳动、热爱生活的优秀中学生。北京市牛栏山一中实验学校秉承牛栏山一中的“以德立校、全面育人”办学思想和“规范管理、开放教育”的管理理念学校坚持德育为先的教育教学理念，在日常教学和生活中以牛山一中《学生德育手册》为依据对学生实施德育教育，着重培养学生的五个核心品质，即诚实、勤奋、责任、自信、感恩。根据学生的年龄特点，该校开展了学习《弟子规》活动并取得了良好的效果，学生养成了良好的文明礼貌、学习习惯、卫生习惯和较强的独立生活能力。
该校充分发挥团支部和学生会的作用，开展了丰富多彩的活动，极大的丰富了学生的校园生活和德育工作的内容。学校采取一系列措施加强教师队伍建设，形成了结构合理、理念先进的教师队伍。目前有教职员工300余人，本科以上学历的占专任教师的99%，市区级学科带头人、骨干教师、园丁新星及中高级职称教师占专任教师的80%以上，研究生课程班结业及硕士学历的教师近40人。该校整合顺义区优秀教师资源，吸纳了一批全国优秀教师，形成了结构合理、人员稳定的教师队伍。
学校采取各种措施，不断提高教师的教育教学水平。通过专家讲座、读书活动提高教师的理论水平；用“老带新、师带徒”的办法，帮助年轻教师尽快走上正轨；利用教学督导委员会、各种评优课和示范课提高教师的教学专业技能。学校高度重视教科研，成立教研室负责指导督促教师的教科研活动。为了丰富学生的校园文化生活，我们开设了形式多样的课外科技艺术教育活动，包括科技节、艺术节、合唱节等，学生在全国及北京各种科技艺术竞赛中取得了优异成绩。
该校的国际部还组织开展了各种各样的国际交流活动，帮助师生扩大了国际视野，提升了师生的国际理解意识。办学12年来，该校努力贯彻党的教育的方针，全面实施素质教育，取得了良好的社会效益和教学效果。已培养出9届毕业生共计3800人，9年中连续培养8个全区中考状元，每年升入市区重点高中人数占考生总数的70%以上。学校办学条件逐年得到完善，现已成为全市知名的寄宿制中学。先进的教育理念、优质的教育质量、优异的办学成绩使牛栏山一中实验学校获得了很高的荣誉。学校被授予全国多媒体教学示范学校、全国少年儿童科学体验活动示范学校、全国科学教育实验基地、北京市十佳科技实践活动校、北京市中小学落实《学校体育工作条例》优秀学校、顺义区教育教学管理先进单位、社会组织服务奥运突出贡献奖等多种荣誉称号。