該校建于1963年，前身為十二甫西小學。2002年在區政府為人民群眾辦實事、開展教育綜合改造工程中，原逢慶首約小學撤消，并入十二甫西小學。兩校合并后，馬上進行了擴建改造工程。由于擴建后，著名愛國鐵路之父詹天佑先生的故居就在校園內，經區人大委員會提議、區政府批準，學校更名為詹天佑小學。
學校擴建改造前，周邊是低矮的平房，用地面積只有1672平方米，生均占地面積2.02平方米。校園內沒有一個標準的球場，沒有一條標準的跑道。教學輔助用室面積小、數量少，所有教學器材配置數量不達標。教師工具書、學生圖書數量不足、種類少。沒有電子讀物。學校原電腦室中，學生只能三至四人共用一臺舊式電腦，教師用機只有一臺。荔灣區委、區政府堅持教育優先發展，把“辦好教育，辦好學校”作為為人民群眾辦實事，落實“三個代表”的重要舉措，在區內開展了教育綜合改造工程，改造麻雀學校、薄弱學校，為荔灣人民提供更多優質學位，實現教育發展均衡化。在教育綜合改造工程中，區政府對該校特別關心，先后投入資金共3395萬元，用于學校的全面擴征改造建設。其中擴征地投入資金2599萬元，校舍建設投入資金576萬元，配套資金220萬元。
完成教育綜合改造工程后，詹天佑小學用地面積6104平方米，生均占地面積6.68平方米。校園內有標準的籃球場、排球場、60米直跑道。課室24間，教學輔助用室19間，滿足教學需要。學校擁有教學設備設施，開通了校園網，全部功能室都有電教平臺（已完成8套，其余正在建設中）。學校有閉路電視系統，課室配34寸數碼彩電。學校新建的電腦室有50臺供學生使用的電腦，每臺電腦都能上網。供教師使用的電腦23臺，教學平臺8個。學生閱覽室座位55個，教師閱覽室座位12個，有15臺以上計算機供師生閱讀電子讀物。學?，F藏書18780冊，報刊雜志總數60多種，教師工具書150種。學校按國家一類標準配置了教學儀器、音樂和美術儀器設備、體育衛生器材，有勞技設備。
如今的詹天佑小學校園環境優美，課室寬敞明亮，學生學習環境大大改善，得到學生家長的稱贊。
經擴建后，學校環境大大改善，校園學習氣氛濃厚，提高了學生學習效率與學習興趣。經過師生們的努力，2005年，該校被評為市一級學校。
該校師資優良，多位老師被評為優秀教師、南粵新星、教壇新秀等稱號。教師們積極參與各種學科比賽，獲得碩果累累。除日常教學工作外，教師們參加各種進修課程，并撰寫多篇教育論文，獲獎無數。在教學方面，該校嚴抓教育質量和教學質量，使學生們全面發展。
