Okul, Cumhuriyet’in ilk ortaokulları arasında yer alarak 1936 yılında Beykoz Merkez Camii arkasındaki bir binada Beykoz Ortaokulu adıyla eğitim-öğretime başlamıştır. Kuruluşundan üç yıl sonra, bugünkü askerlik şubesi yanında bulunan iki katlı ahşap binaya taşınmış ve eğitim faaliyetlerini 1968 yılına kadar burada sürdürmüştür.
1968-1969 eğitim-öğretim yılında günümüzde kullanılan okul binasının tamamlanmasıyla yeni yerleşkesine taşınan okul, eğitim faaliyetlerine burada devam etmiştir. Uzun yıllar Beykoz ilçesinin tek ortaokulu olarak hizmet veren kurum, yetiştirdiği öğrenciler ve eğitimdeki başarılarıyla ilçenin köklü ve saygın eğitim kurumlarından biri hâline gelmiştir.

Okul, 6 Mart 1972 tarihinde, görev başındayken hayatını kaybeden okul müdürü Ziya Ünsel’in anısını yaşatmak amacıyla Millî Eğitim Bakanlığı kararıyla Ziya Ünsel Ortaokulu adını almıştır. Bu tarihten itibaren eğitim faaliyetlerini bu isimle sürdürmektedir.

2013-2014 eğitim-öğretim yılında eğitim sistemindeki düzenlemeler kapsamında çevredeki bazı okulların öğrencileri okula nakledilmiş, Okul geçici olarak Beykoz Barbaros Hayrettin Paşa Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi yerleşkesindeki prefabrik binaya taşınılmıştır. 2015-2016 eğitim-öğretim yılında ise Vehbi Koç Vakfı Beykoz ilçesinde bir model okul yapma projesi tasarlamış, bununla ilgili bakanlığımızla gerekli çalışmaları başlatmıştır. Ardından hayata geçirilen çalışmalar sonucunda okul bugünkü haliyle inşa edilmiş, 2019 senesinde Vehbi Koç Vakfının 22. Bağış okulu olarak bakanlığımıza teslim edilmiştir. 

2019 senesinden itibaren de yeni binasında eğitim-öğretim faaliyetleri devam etmektedir.

Yeniden inşa edilen modern okul binası 2018-2019 eğitim-öğretim yılında hizmete açılmış ve okul çağdaş eğitim ortamlarında eğitim-öğretim faaliyetlerine devam etmeye başlamıştır.

Bugün Ziya Ünsel Ortaokulu, köklü geçmişi, güçlü eğitim geleneği, çağdaş fiziki altyapısı ve nitelikli eğitim anlayışıyla Beykoz’un önemli eğitim kurumlarından biri olarak öğrencilerini geleceğe hazırlamayı sürdürmektedir.