首都师范大学附属中学合作交流学校是全国部分大学附中教学协作体的一员,与湖南师范大学附属中学、云南师范大学附属中学、福建师范大学附属中学、辽宁师范大学附属中学有合作关系
1996年,学校与韩国恩光女子高等学校签署姊妹结缘协议书
2001年,学校与德国柏林门采尔中学建立友好学校关系
2003年,学校与英国纽卡斯尔市的步行者技术学院建立友好关系
2004年,学校与香港圣士提反女子中学签订《缔结友好姊妹学校协议书》,建立两校长期互访平台
2006年,学校与法国蒙月虹中学签署《友好学校协议书》
2008年,经北京市教委批准,学校和美国私立高中德怀特学校(Dwight School)合作举办的高中阶段中美合作办学项目——中美高中实验课程项目开始招生,学校成为北京市第一所开设美国大学先修课程(AP课程)的公办校,该项目合格毕业生可获得首师大附中和美国私立高中德怀特学校(后为私立高中捷门棠学校)的高中毕业文凭
截至2010年11月,学校还与泰国松坦普学校、美国捷门堂学校、新加坡先驱学院等建立了友好学校关系
2012年,北京市教委延续批准学校中美高中实验课程项目,并批准该项目变更在美国的合作校
学校和美国私立高中捷门棠学校(Germantown Academy)开始合作;同年,首师大附中驻美国捷门棠学校的孔子课堂开课(该课堂曾被评为全球先进孔子课堂)
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