Iníciase o funcionamento do Centro no actual edificio principal, destinado en principio a pavillón antituberculoso do Hospital Municipal (hoxe H. Nicolás Peña dependente do Sergas).
O 10 de xaneiro do 1967 ponse en funcionamento como segundo colexio nacional en vigo para impartir as disciplinas de ensinanza Primaria. nese momento dispón de 14 aulas, que a unha media de corenta alumnos por aula dan unha matrícula aproximada de cincocentos entre alumnos e alumnas. Unha aula destínase a párvulos, cinco para nenas e oito para nenos. Esta poboación escolar procedía de diversos centros: dúas aulas de nenos e outras dúas de nenas de"Freixeiro", outra de nenas da "rúa Romil" e as nove restantes do "grupo escolar do Areal". O Centro dispón nese momento de comedor e campo de lecer nunha finca inmediata, de propiedade municipal.
No curso 1968-69 ponse en funcionamento a título experimental, os curso sétimo e oitavo, para o que se amplía o Centro con catro novas unidades escolares, dúas de nenos e dúas de nenas.
Durante o curso1970-71 a distribución era a seguinte: tres aulas de párvulos, cinco cursos de primeiro, catro de segundo, tres de terceiro (un deles mixto), tres de cuarto, dous de quinto, quedando sexto e sétimo mixtos e unificados.
Por mor da falta de espazos e reformas no edificio, no curso 1973-74 trasládase provisionalmente o alumnado da segunda etapa (6º, 7º e 8º) ao colexio Nacional Chouzo (hoxe CEIP Emilia Pardo Bazán) dependendo circunstancialmente da dirección do "Doutor Fleming".
En marzo de 1978 é aprobada polo claustro a construcción dunha escola infantil con seis unidades no edificio "Villa Laura" (hoxe Escola municipal de música) e a elevación dunha altura no edificio no edificio principal para a creación de cinco novas aulas.
No curso 1978-79 a matrícula supera os 1 350 alumnos, distribuíndose as aulas do seguinte xeito: vinte catro no edificio principal, oito no aulario provisional de nova creación, unha na pastora (que posteriormente será absorbida polo Colexio Altamar, as seis de "Villa Laura" e oito na Escola de Artes e Oficios.
Ao longo do curso 1980-81 a EEI "Villa Laura" comeza a funcionar cun réxime xurídico independente do "Doutor Fleming" e as unidades de Artes y Oficios pasan ao colexio de nova creación na rúa García Barbón.
No curso 1990-91 ofértase o idioma francés (opcional co inglés que xa se impartía).
No 1992-93 comeza o proceso de implantación da Educación Primaria, que duncional e administrativamente rematará durante os cursos 1996-97 e 1997-98 nos que desaparecen do Centro os cursos de 7º e 8º de EXB e pasan ao IES do Castro oito profesores do Centro.
O 17 de febreiro de 1994 dase publicidade no DOG ao decreto 27/1994 do 4 de febreiro, de transferencia á Comunidade Autónoma de Galicia do H. Nicolás Peña dependente do Concello de Vigo. Neste decreto establécese a segregación de 2 871 m2 da parcela do hospital para pistas deportivas do Colexio Doutor Fleming. No curso 1994-95 implántase no Centro, por primeira vez, a xornada lectiva en sesión única de mañá.
Nos vindeiros cursos as instalacións do centro sofren un continuo proceso de transformacións e melloras ata chegar ao 30 de xullo de 2003, no que aparece o proxecto de construcción dun novo edificio que acollerá o ximnasio, aulas e outras dependencias na mesma, así como as reformas das zonas de lecer.
No curso 2003-04 por mor da construción do novo edificio do Centro, o alumnado de 3º, 4º, 5º e 6º é desprazado ao CEIP Virxe do Rocío mentres que o de 1º e 2º reciben as clases no aulario.
No curso 2004-05, máis concretamente o 10 de xaneiro de 2005, o alumnado comeza a usar as novas instalación do CEP Doutor Fleming.
