Kurumun tarihi 1916 yılına dayanmaktadır. Eğitim faaliyetlerine “Selahattin Eyyübi İlk Mektebi” adıyla, Kısıklı’da kiralanan Hüseyin Fikri Köşkü’nde başlanmıştır. İlk yıllarında biri ana sınıfı olmak üzere kız ve erkek öğrenciler için ayrı sınıflarda eğitim verilmiştir. 1918 yılında ana sınıfı kaldırılmış, 1919 yılında ise kız ve erkek öğrencilerin birleştirilmesiyle kurum altı sınıflı yapıya dönüştürülmüştür.

1920 yılında kurum, Kısıklı’daki Nasuhi Köşkü’ne taşınmış ve eğitim faaliyetleri beş sınıf olarak sürdürülmüştür. 1924 yılında kuruma “Üsküdar 13. Mektebi” adı verilmiş, 1925 yılında ise Akil Paşa Köşkü’ne taşınılmıştır. Kurumun adı 1934 yılında “Üsküdar 13. İlkokulu” olarak değiştirilmiştir.

1950 yılında Bulgurlu 44. İlkokulu ile birlikte günümüzde kullanılan yerleşkeye taşınan kurum, bu tarihten itibaren “Çamlıca İlkokulu” adıyla eğitim öğretim faaliyetlerini sürdürmüştür.

Zaman içerisinde artan eğitim ihtiyaçları doğrultusunda kurumun fiziki kapasitesi geliştirilmiştir. 1988 yılında Millî Eğitim Bakanlığı tarafından ek derslikler ve idari bölümlerden oluşan yeni bir bina yaptırılmış, aynı eğitim öğretim yılında ana sınıfı açılmıştır.

1993-1994 eğitim öğretim yılında kurum ilköğretim okulu statüsüne dönüştürülmüş, ilkokul ve ortaokul düzeyinde eğitim vermeye başlamıştır. 1995-1996 eğitim öğretim yılında ilköğretim sistemi kapsamındaki ilk mezunlarını vermiştir.

Deprem güçlendirme çalışmaları kapsamında eski bina 2009 yılında yıkılmış, yerine 26 derslikli modern okul binası inşa edilmiştir. Yeni bina 7 Mayıs 2011 tarihinde eğitim öğretime açılmıştır.

2015-2016 eğitim öğretim yılında gerçekleştirilen eğitim sistemi düzenlemeleri doğrultusunda kurum yeniden ilkokul statüsüne dönüştürülmüştür.

İstanbul İl Millî Eğitim Müdürlüğünün 17/10/2017 tarihli kararı doğrultusunda kuruma, 15 Temmuz darbe girişimi sırasında şehit olan Onur Ensar Ayanoğlu’nun adı verilmiştir.