Первое здание школы № 627 было открыто в 1937 году. В июне 1943 года на базе школы формировался штаб 4-й гвардейской Краснознаменной танковой армии 1990-1991 учебный год – получение статуса школы с лицейскими и гимназическими классами 1997 г. – старое здание школы обветшало и было принято решение о сносе школы и постройке нового здания. 1999 г. – построено новое здание школы, которое открыло свои двери 1 сентября. 2004 г. – в здании школы после реконструкции на втором этаже был торжественно открыт музей Боевой Славы 4-й гвардейской Краснознаменной танковой армии.

2006 г. – Распоряжением Правительства Москвы, школе было присвоено имя дважды Героя Советского Союза генерала армии Дмитрия Даниловича Лелюшенко.

2006 г. – 9 мая во дворе школы торжественно был открыт Памятник Танку Т-34-85 «ПОБЕДЫ» под №23 командира 63-й гвардейской танковой бригады дважды Героя Советского Союза генерал-лейтенанта Михаила Георгиевича Фомичева.

2006 г. – школа изменила статус на "Центр образования № 627"

2006 г. – Центр образования получил Грант Президента РФ в рамках Федерального проекта «Образование» на организацию Центра дистанционного образования

2008 г. – Центр образования №627 второй раз стал победителем в конкурсе "Грант Президента РФ" в рамках Федерального проекта «Образование» на организацию Центра дистанционного образования.

2009 г. – 9 мая на территории Центра в торжественной обстановке был открыт Памятник противотанковая пушка 45-мм - участница Битвы под Москвой 1941-1942 гг.

15 октября 2012 года – вследствие процесса объединения Центр образования сменил статус на Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение Средняя общеобразовательная школа № 627 (сокращенное наименование: ГБОУ СОШ № 627). В его подчинении появляется Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение Средняя общеобразовательная школа № 525 (сокращенное название: ГБОУ СОШ № 525) и детский сад № 841.

14 декабря 2012 года – на втором этаже была открыта «Галерея мужества, доблести и славы 4-й гвардейской Краснознаменной танковой армии», Проект музей 21-века для детей и молодежи Центрального административного округа г. Москвы.

В октябре 2013 года на основании официальных документов состоялась процедура реорганизации ГБОУ детского сада № 735 (ул. Б.Серпуховская д.31) и ГБОУ детского сада № 295 (ул. Садовническая д.) в форме присоединения к образовательному комплексу ГБОУ Школа № 627, главному зданию ул. Дубининская д.42.

В соответствии с приказом Департамента образования города Москвы от 21 июля 2014 года №535 состоялась процедура реорганизации ГБОУ №1060, Вальдорфской школы им. Пинского и №1262, школы с углубленным изучением английского языка им. Островскогов форме присоединения к образовательному комплексу 627, главному зданию ул. Дубининская д.42 и Государственное бюджетное образовательное учреждения города Москвы средняя общеобразовательная школа №627 переименовано в Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение города Москвы "Школа № 627 имени генерала Д.Д. Лелюшенко" (сокращенное наименование ГБОУ Школа № 627).