SMP Negeri 4 Pakem didirikan pada tahun 1952. Saat pertama kali didirikan, sekolah ini diberi nama SMP Pancasila. Tahun demi tahun sekolah ini berganti nama, pernah diberi nama SMP PANCASILA, SMP PAEDAGOGIK, SMP FIP III IKIP, SMP PERCOBAAN 2, SMP PERCOBAAN 3, SDL IKIP, dan tahun 1977 tepatnya 20 Mei menjadi SMP Negeri 3 IKIP Yogyakarta. SMP ini pada mulanya merupakan sekolah swasta kemudian dinegerikan menjadi bagian dari UGM, yaitu menginduk pada Fakultas Pedagogik. Seiring berdirinya IKIP Yogyakarta sekolah ini menginduk IKIP Yogyakarta.
Pada tahun 1987 sekolah ini oleh Direktorat Jenderal Dikti dialihkan bernaung di bawah Kanwil DIY, Direktorat Jenderal Pendidikan Dasar dan Menengah. Nama sekolah menjadi SMP N 2 PAKEM. Sejak saat itulah sekolah ini bersama sama SMP negeri yang lain berada di lingkungan Kanwil DIY Departemen Pendidikan dan Kebudayaan.
Sejak bernaung di Kanwil DIY, secara manajerial, kelembagaan, dan proses pendidikan dan pengajaran sekolah ini relatif perlu menyesuaikan diri dan hal itu memerlukan waktu relatif lama. Hal ini dikarenakan kebiasaan sebelumnya, hampir setiap program dan kebijakan hanya berupa paket program dan sekolah sebagai pelaksana secara utuh. Sebagai contoh sistem modul maju berkelanjutan yang pernah dillaksanakan, yang konsep awalnya sangat bagus, tapi pada implementasinya guru dan siswa terbelenggu bahwa pengetahuan hanya sebatas modul. Modul sebagai satu-satunya sumber belajar. Dengan kebiasaan tersebut, ditambah sarana prasarana yang sangat tertinggal menjadikan sekolah ini relatif sangat terbatas ruang geraknya. Mulai 1994 sekolah yang semula dua rombel tiap angkatan dengan jumlah siswa 20 siswa tiap rombel, ditambah kapasitasnya menjadi tiga rombel tiap angkatan. Sekolah ini meluluskan tiga rombel (kelas) untuk pertama kalinya tahun 1997.
Pada tahun 1997, nama sekolah ini diubah menjadi SLTPN 4 Pakem. Nomenklatur dengan angka 4 ini karena sekolah ini masuk di kanwil Departemen Pendidikan dan Kebudayaan dengan urutan yang keempat.
Pada tahun 1999 terjadi pergantian kepala sekolah, dari Bapak Drs. Marsum kepada Ibu Woro Triwulan Ambarwati, B.A. Kepala sekolah baru sudah dibekali dengan pelatihan manajememen yang memadai. Walau demikian, pada awal awal belum mampu memberikan perubahan secara signifikan karena faktor kebiasaan lama dari lembaga ini. Satu tahun kemudian baru mulai membentuk tim Peningkatan Mutu Akademik (PMA) (Diketuai Pak Ponidi, yang saat itu 2 tahun lebih lama di sekolah ini). Meskipun terdapat berbagai kendala, terutama kendala psikologis karena dianggap sangat yunior, tim PMA terus berbenah. Tim ini terus didukung oleh kepala sekolah sehingga terus bergerak dan mampu menggerakkan komponen lain terutama pada bidang akademik. Prestasi akademik terus bergerak dari tahun 1999 peringkat 9 menjadi peringkat 3 pada tahun 2003.
Tahun 2003, saat pemerintah gencar dengan Manajemen Peningkatan Mutu Berbasis Sekolah (MPMBS), Sekolah ini ditetapkan sebagai sekolah masih relatif terbelakang, tetapi memiliki potensi sehingga diberikan Bantuan Operasinal Manajemen Mutu (BOMM). Dengan BOMM, tim sekolah yang diketuai Pak Ponidi memilih prioritas tiga program strategis, yaitu penguatan ICT, Penguatan KIR, dan Penguatan Bahasa inggris. Tentu semua program ini dapat berjalan dengan keputusan kepala sekolah. Waktu itu sekolah belum memiliki komputer. Ibu Woro Triwulan Ambarwati, selaku kepala sekolah, merelakan 10 komputer pribadinya digunakan untuk kursus. Walau saat itu dengan operasi under dos yang tertinggal dengan sekolah lain yang sudah menggunakan windows, siswa-siswi sangat antusias.
Tahun 2004, Pemerintah melaunching program Sekolah Standar Nasional (SSN). Walapun Standar Nasional belum ada, tetapi semangat pemerintah dan sekolah sangat luar biasa. SMPN 4 Pakem ditetapkan sebagai SSN. Saat itu dari 3 SMP SSN di Kabupaten Sleman, SMPN 4 Pakem belum yang terbaik, tetapi semangat semua warga untuk menjadi yang terbaik sangat tinggi. Tiga program strategis tetap menjadi unggulan saat SSN. Tiga tahun kemudian, SMPN 4 Pakem bisa menjadi SSN terbaik di Kabupaten Sleman. Bahkan, capaian UN waktu itu dapat menjadi peringkat 2 di DIY.
Tahun 2007, seiring dengan program pemerintah, sebagai SSN terbaik di Kabupaten Sleman, SMPN 4 Pakem ditetapkan sebagai Rintisan Sekolah Bertarap Internasional (RSBI). Sepanjang menjadi RSBI mengalami pasang surut pencapaian akademik.
Tahun 2013, Program RSBI dibubarkan. Pada saat itu terjadi euforia “wis ora RSBI”. Semangat sangat turun. Demikian pula untuk kelas (rombel) yang semula rombel kecil berjumlah 4 atau (sebenarnya 3 rombel standar) ditambah menjadi 5 rombel standar. Dengan kata lain, menambah 2 rombel tiap angkatan, sama dengan tahun 1987 ketika sekolah ini alih posisi dari Dikti ke Dikmenum. Saat RSBI bubar, sekolah ini banyak mengalami kendala baik berupa pendanaan, beban mengajar, maupun raw input siswa. Ibarat seorang anak yang tadinya banyak menyusu ibu dalam hal ini kepada kementerian, saat itu dilepas begitu saja seolah jadi anak nakal.
Akhir 2013, kepala sekolah purna. Selanjutnya awal 2014, Pak Ponidi yang saat itu telah lebih dari 2 tahun bertugas di sekolah lain ditarik kembali ke SMP 4 Pakem. Kini Pak Ponidi hadir bukan sebagai guru saja, tetapi sebagai kepala sekolah. Dalam suasasana yang sangat berat, dengan beban yang lebih berat, semua warga SMPN 4 Pakem bersatu bertekad “RSBI boleh bubar, tetapi virus mutu harus terus mengakar dan menyebar”.
Sampai dengan 3 tahun (2016) masih dirasa berat, tetapi dengan semangat yang terus membara, SMPN 4 Pakem akhirnya bisa tetap berprestasi terbaik untuk akademik. Mulai 2017 sampai tulisan ini dibuat Mei 2021, prestasi dalam berbagai hal mulai dari Seni, Olahraga, keagamaan, teknologi, karakter, bahkan manajemen dan inovasi, sekolah ini sangat membanggakan. Bukan hanya membanggakan warga SMPN Pakem, tetapi membanggakan seluruh warga Sleman dan DIY.