СУ ”Братя Миладинови” започва своята история като начално училище през 1935г.
На 20.01.1936 година 10 паралелки се отделят от Основно училище “Иван Вазов” гр. Пловдив и се прехвърлят в новопостроена училищна сграда.
Територията на училището обхваща кварталите: ”Ухото” и “Тухларниците” в І -ви градски район /Кючюк-Париж/. Подготвят се ученици от начален курс, които след завършване на ІV клас /отделение/ постъпват в V клас / І прогимназиален клас/ на Основно училище “Иван Вазов”.
Със статут на самостоятелни училища НУ ”Братя Миладинови” и ОУ ”Иван Вазов” съществуват до 2000 година.
Със Заповед на Министъра на образованието Прогимназия “Иван Вазов” – Пловдив и
Начално училище “Братя Миладинови” – Пловдив, се обединяват в Основно училище “Братя Миладинови” Пловдив, считано от 01.07.2000 година.
От 15.09.2001 година Основно училище “Братя Миладинови” – Пловдив, се преобразува в Средно общообразователно училище “Братя Миладинови” Пловдив.
През 2006 година СОУ ”Братя Миладинови” отбелязва 70 години от основаването си.
В момента училището се развива успешно, разкрити са профилирани паралелки, с прием след VІІІ клас.