Os CCECs têm sua origem nos movimentos instituintes da década de 80 do século passado envolvendo professores/as e intelectuais do Espírito Santo em torno da criação, na cidade de Vitória, de um espaço educativo - os centros de ciências de Vitória. Previsto para ser construído na Enseada do Suá, ele conteria quatro módulos educacionais - o Parque da Ciência, o Centro de Informática Educacional, o Centro Ecológico e o Planetário de Vitória - além de imensos espaços expositivos e salas para conferências. Contudo, o Plano Diretor Urbano (PDU) à época não permitia construir naquela região um equipamento com a altura necessária para abrigar o Planetário. Esse fato não paralisou o sonho. O Planetário de Vitória encontrou abrigo num terreno dentro da Universidade Federal do Espírito Santo, construído pela Prefeitura Municipal de Vitória e inaugurado em 1995.

Outro sonho, sonhado nos anos 90 do século XX, foi a parceria com a Companhia Vale do Rio Doce (CVRD) para a construção também na Enseada do Suá da "Nave do Conhecimento". Entretanto, a privatização da CVRD impossibitou que o projeto se concretizasse na íntegra, levando a construção de uma única parte dele, o "jardim" da Nave, espaço que é hoje a Praça da Ciência, constituída a partir da autorização do Museu de Astronomia e Ciências Afins (MAST), para a instalação de oito "brinquedos" científicos desenvolvidos por eles. A Praça da Ciência foi inaugurada em 1999.

A Escola da Ciência Física foi inaugurada no ano 2000, após a completa restauração do Jardim de Infância Ernestina Pessoa, localizado nas instalações do Parque Moscoso, um prédio que é patrimônio histórico tombado pelo Conselho Estadual de Cultura e referência da arquitetura modernista em Vitória. Nele foram instalados dezenas de equipamentos que demonstram os fenômenos físicos em suas diferentes manifestações.

A Escola da Ciência - Biologia e História foi inaugurada em novembro de 2001 a partir dos movimentos dos/as professores/as de Ciências e História articulados/as nos processos de formação continuada ofertada pela Secretaria Municipal de Educação de Vitória. Inspirados na Estação Ciência (USP), Casa da Ciência (UFRJ) e Museu de Ciência e Tecnologia (PUC-RS), a Seme reformou o edifício onde a ECBH está localizada, antigos espaços de dois camarotes do Sambão do Povo, projetando locais de instalação dos aquários com acervo vivo e as vitrines com os dioramas representativos dos ecossistemas terrestres, deixado o vão superior para a exposição de 23 maquetes representativas do patrimônio histórico-cultural do Espírito Santo.

Em 2020 a Secretaria Municipal de Educação de Vitória presenteia a cidade com dois novos centros de ciências, educação e cultura: a Escola da Inovação, um espaço maker baseado no pensamento "faça você mesmo" equipado com ferramentas de fabricação manual e digital que possibilitam a prototipação de qualquer coisa, e o Centro de Línguas, que ofertará para a comunidade cursos de inglês e libras. Os dois espaços fazem parte do Parque Tecnológico de Vitória, localizado no bairro Maria Ortiz.