Из архивных документов установлено, что церковно-приходская одноклассная школа в селе Погорелово при Николаевской Погореловской церкви была открыта 1 декабря 1877 года.
В 1880 году в школе обучалось 22 мальчика и 3 девочки. Учителем была Соколова Надежда Николаевна, жена священника, окончившая курсы в Ярославском училище для девиц духовного звания.
Церковно-приходская школа в селе погорелово просуществовала до 1917 года. В ней всегда было от 56 до 124 учеников, причём мальчиков больше, чем девочек.
В 1918 году учебное заведение в селе Погорелово числилось в списках школ первой ступени Вологодского уезда как двуклассное училище, а затем как Погореловская районная школа 1 ступени Благовещенской волости, в которой работали 2 учителя: А.А. Изюмова, А.В. Шушнина.
С 1924 года школа была начальной с численностью 130 учащихся. Она просуществовала до 1934 года, а в 1934 году на базе начальной школы открыта семилетняя с дровяным отоплением, освещение – керосиновые лампы.
С 1953 года Погореловская семилетняя школа преобразована в среднюю с производственным обучением.
В 1965 году построено новое типовое здание на 320 мест, а старое преобразовано под школьный интернат.
С 1980 года Погореловская средняя школа преобразована в Погореловскую восьмилетнюю школу. В 1995 году построено новое двухэтажное кирпичное здание на 260 учебных мест.