Die ENS wurde im Jahr 1794 während der Französischen Revolution mit dem primären Ziel der Ausbildung für Forschung und Lehre an Gymnasien und Universitäten gegründet, wurde aber später geschlossen. 1808 wurde die Schule von Napoleon I. als pensionnat normal wiedererrichtet, bevor sie 1826 neu gegründet wurde und 1830 den Namen École normale annahm. Als 1845 Institute für die Ausbildung von Grundschullehrern, die écoles normales, gegründet wurden, wurde das Wort supérieure (Oberstufe) hinzugefügt, um den heutigen Namen zu bilden. Seit 1936 ist die Einrichtung als Hochschule anerkannt.
Zwei weitere Écoles normales supérieures entstanden im 19. bzw. 20. Jahrhundert, die ENS Lyon (1880) und die ENS Cachan (1912), heute die École normale supérieure Paris-Saclay.
Wie an anderen Grande écoles erfolgt die Aufnahme in die ENS nicht unmittelbar nach dem Abitur (Baccalauréat). Vielmehr müssen die Interessenten zwei weitere Schuljahre in Vorbereitungsklassen (Classe préparatoire) absolvieren, die auf das als Wettbewerb gestaltete Auswahlverfahren (Concours) der ENS vorbereiten. Jedes Jahr werden dann aus ca. 6.000 Bewerbern die 100 besten Naturwissenschaftler und 100 besten Geisteswissenschaftler ausgewählt und aufgenommen. Alle anderen werden abgelehnt.
Mit Aufnahme in die ENS Paris erhalten die élèves normaliens, so die Bezeichnung der ENS-Studenten, einen beamtenähnlichen Status samt Gehalt und haben, sofern sie nicht bei den Abschlussprüfungen scheitern, eine Anwartschaft auf lebenslange Beschäftigung im Staatsdienst als höhere Beamte, in wissenschaftlichen Instituten oder als Universitätsdozenten. Viele Ehemalige wechseln auch auf gut bezahlte Posten in der Privatwirtschaft. Der größte Teil der Schüler entstammt einem bildungsbürgerlichen Milieu, das von vornherein danach strebt, seine Kinder auf eines jener Gymnasien zu schicken, deren Absolventen gute Aussichten haben, in die oben genannten Vorbereitungsklassen übernommen zu werden.
Im Gegensatz zu vielen anderen Grandes écoles ist die ENS im Kern ein Internat. Die Eleven beginnen nach erfolgter Aufnahme einen Studiengang ihrer Wahl an einer der Pariser Universitäten. Sie werden jedoch zusätzlich durch wissenschaftliche und kulturelle Veranstaltungen an der ENS, Praktika an Forschungseinrichtungen, Auslandsaufenthalte und vieles mehr gefördert. Erst seit den 1970er Jahren gibt es in den Naturwissenschaften Studiengänge, die hauptsächlich an der ENS selbst stattfinden (magistère interuniversitaire). Nach einem verkürzten Grundstudium und einem Auslandsaufenthalt können die Studenten Module aus den Vorlesungen verschiedener DEA-Programme anderer Pariser Universitäten belegen, um die Maîtrise zu erreichen. Infolge des Bologna-Prozesses erhalten die Absolventen zusammen mit dem Diplom der ENS einen Master, der gemeinsam mit einer Pariser Universität verliehen wird und international anerkannt ist.
Die Universität betreibt international zahlreiche Partnerabkommen mit namhaften Universitäten, vornehmlich mit der Scuola Normale Superiore di Pisa, welche im Jahr 1810 zuerst als Nebenzweig von Napoléon Bonaparte gegründet wurde, später dann jedoch unabhängig wurde. Seit dem Jahr 1988 besteht zwischen den beiden Universitäten ein enges Partnerabkommen, bei welchem jeweils die Hälfte einer Jahrgangsklasse das Jahr entweder in Pisa respektive in Paris verbringt.[8]
Die Universität wird in den bekanntesten internationalen Rankings zumeist den besten hundert Hochschulen der Welt zugerechnet und zählt zudem als beste Universität Frankreichs:
↑Ecole normale supérieure, Paris. In: Top Universities. 16. Juli 2015 (topuniversities.com [abgerufen am 17. Dezember 2017]).
↑The world’s best small universities 2016. In: Times Higher Education (THE). 25. Januar 2016 (timeshighereducation.com [abgerufen am 17. Dezember 2017]).