L’École normale supérieure de Cachan est un établissement public à caractère scientifique, culturel et professionnel (EPSCP) faisant partie du réseau des écoles normales supérieures (ENS).

En 1912, un décret du 26 octobre crée l’École normale de l’enseignement technique (ENET). Cette école regroupe alors, dans les locaux de l’École nationale supérieure des arts et métiers, les quatre sections normales créées en 1891 à Châlons-sur-Marne (industrie), à Paris (commerce), à Lyon (commerce et industrie pour jeunes filles) et au Havre (commerce et industrie pour jeunes filles) dans le but de former les professeurs de l’enseignement technique et des écoles spéciales. L’histoire de l’école est alors étroitement liée à l’histoire de l’enseignement technique. En 1912, il s’agit en effet de former les maîtres de cet enseignement pour le premier niveau scolaire. En 1932, elle devient École normale supérieure de l’enseignement technique (ENSET) et ouvre de nouvelles sections d’Art, de Lettres et de Langues.

En 1957, l’ENSET s’installe à Cachan. Ses missions s’étoffent, les maîtres sont des professeurs du second niveau du technique. Le développement continue vers l’enseignement supérieur et l’ouverture à la recherche. En 1960, l’ENSET prépare à l’agrégation et la durée de la scolarité passe à quatre années. Au cours des années 1970, sont ensuite instaurées des formations en sciences fondamentales, en sciences sociales et en gestion. En 1985, la dénomination « enseignement technique » disparaît au profit d’École normale supérieure de Cachan (décret du 24 juillet 1985). Le budget recherche devient plus important avec la création de laboratoires de recherche. Le lien entre la formation et la recherche, la formation « à la recherche par la recherche » s’inscrit alors au cœur de la pédagogie cachanaise. Les années 1990 voient naître des laboratoires qui couvrent l’ensemble des disciplines proposées dans l’École, avec notamment la création de l’école doctorale sciences pratiques. L’ENS obtient l’habilitation à délivrer des doctorats et des DEA. L’antenne de Rennes se développe également ; elle devient autonome en 2014.

En 2007, l’ENS intègre le pôle de recherche et d’enseignement supérieur (PRES) créé dans le sud de l’Île-de-France, « UniverSud Paris », avec pour objectif à long terme la construction d’une grande université à visibilité internationale renforcée. En 2014, ce pôle de recherche laisse place à la création de l’université Paris-Saclay.

En 2016, l’école, qui prend pour nom École normale supérieure Paris-Saclay, met en place une réforme de la scolarité avec le diplôme de l’ENS Paris-Saclay qui concrétise le renouvellement des parcours d’étude accentuant la formation par la recherche, l’ouverture disciplinaire et l’international.

En 2019, l’école rejoint les autres membres de l’université Paris-Saclay sur le plateau de Saclay au sein d’un nouveau bâtiment élaboré par l’architecte Renzo Piano.