Postojeću školsku zgradu podiglo je građanstvo hrvatskog slobodnog trgovišta Krapina 1911. godine, velikom zaslugom Vilibalda Sluge, načelnika kraljevskog slobodnog i povijesnog trgovišta Krapina. Kamen temeljac položen je u rujnu 1911. godine, a već oko Božića zgrada je bila po krovom. Školska godina 1912/1913. počela je u novoj školskoj zgradi. Te školske godine školu je polazilo ukupno 127 učenika (62 dječaka i 65 djevojčica)..

1925.godine škola postaje jedinstvena za mušku i žensku djecu pod nazivom Državna osnovna škola. Škola je bila četverogodišnja. Neposredno prije drugog svjetskog rata Školu je polazilo 638 učenika.

Za vrijeme drugog svjetskog rata u školsku zgradu ušla je okupacijska vojska  pa se je nastava održavala na raznim mjestima u Krapini i to vrlo neredovito.

1945. odmah nakon oslobođenja škola nastavlja radom kaočetverorazredna škola. Učenici koji završavaju četvrti razred nastavljaju školovanje u I., II. i III. razredu Gimnazije u Krapini(u zgradi naše škole).
1946. godine škola je pretvorena uosmogodišnju školu.
1947. školi su pripojene škola u Podgori i Lepajcima. Tada je škola imala 1230 učenika.

1963/64. dograđena je športska dvorana, izvršene su adaptacije i povećanje broj učionica i funkcionalnog prostora.

Od 1965. godine u povodu proslave 300 obljetnice školstva u Krapini, osnovna škola u Krapini nosi ime našeg sugrađanina , dr. Ljudevita Gaja.

Broj učenika se iz godine u godinu povećavao, pa se zbog nedostatka prostora krajem 1969. pristupilo izgradnji nove školske zgrade u Dolcu. Već 12. prosinca 1971. počela je nastava i u novoj školskoj zgradi, ali samo za učenike V .-VIII. razreda, dok su učenici I.-IV. razreda ostali u staroj  školskoj zgradi.

Školske godine 1978/79. uslijedilo je formiranje dviju škola u Krapini i to OŠ «Ljudevit Gaj» sa sjedištem u staroj školskoj zgradi i OŠ «August Cesarec» sa sjedištem u novoj školskoj zgradi u Dolcu. Od 01.09. odlukom Županijske skupštine Krapinsko-zagorske županije našoj školi pripojena je područna škola Donja Šemnica koja se do tad nalazila u sastavu OŠ Radoboj.

2001. 2001. godine izvršena je sanacija krovišta, 2002. sanirana je stolarija, a2003. izvršena je sanacija stolarije. Škola je opet zablistala starim sjajem i postala jednom od najljepših građevina u Krapini.