За историята на училището преди 1845 г. малко се знае, тъй като няма запазени писмени документи.
В килийните училища децата са се обучавали в Псалтира и Наустницата, които се изучавали наизуст, те се обучавали да пишат на т.нар. „писачница”.

Първите учители на децата били поп Иван Костадинов, поп Дамян Г. Катаров, поп Величко и поп Тодор Буков.
През 1850 г. в селото идва учителят Данчо от Копривщица, който за първи път въвежда „Ланкастерската метода” на преподаване. Той въвежда през 1860- 1861 г. светските дисциплини- естествовъведение, география и аритметика. През 1864- 1865 г. даскал Стоян от Костенец изхвърля „Писачницата” и урежда училището по тогава действащата наредба на пловдивските училища.

Учителят Кръстьо Стойчев, който учителства в селото през 1874- 1878 г., а и след Освобождението, също организира обучението по образец на пловдивските училища с предметите: „Теоретическа и практическа граматика”, „Свещена история”, „Малък катехизис”, „Граматика” от Йоаким Груев, „Всеобща и българска история”, „География”,  „Краснописание”, и „ Черковно пеене”.

През 1845 г. вече било построено училище, близо до реката, на мястото на днешната камбанария на църквата. То се състояло от две стаи- една за учениците и една, по-малка, за учителите.

През 1858 г. при пороен дъжд реката отвлича част от него, и това наложило построяването на ново училище. То просъществувало до 1872 г. и понеже не могло да побере всички ученици, била построена нова сграда през 1879 г. Сградата на новопостроеното училище била двуетажна с девет класни стаи, четири от тях- на първия етаж, и пет- на втория. Една от тях служила за учителска стая, друга- за училищната покъщнина. До 1884 г. долният етаж служил за канцелария на общинското управление, общински хамбар и стая за живеене на учителите.
След учебната 1936- 1937 г. , поради негодност, сградата била разрушена и на нейно място била построена нова масивна двуетажна  сграда с избени помещения- наименувано начално училище „Кирил и Методий”. Освещаването му става на 27 октомври 1938 г.

Към 1850 г. се записали в училище за първи път и момичета. През тези години от групата на по- просветените хора излизат доста местни учители като Данаил Йовчев, Трифон Гатев, Харалан Велов, Иван Власев, Апостол Буков, Гаврил Велов и др.

Според една дописка в цариградския печат през 1874 г. селото е наброявало 2 000 души и имало едно от най- будните училища в Пловдивско.
В летописната книга личи и вечният стремеж на брестовичани да вървят в крак с новостите на науката.

През 1909- 1911 г. общината изгражда училище „Христо Ботев”. По онова време в училище „ Кирил и Методий” учат учениците от отделенията (началния курс), а в ОУ „ Христо Ботев”- учениците от класовете. Дългогодишни учители са Драган Власев, Гълъб Гълъбов, Малчо Петков, Пеню Нягулов и др.

През 1960 г. една комисия от окръжния народен съвет в гр. Пловдив констатира, че учениците от училището в с. Брестовица страдат от изкривяване на гръбначния стълб в резултат на ползване на несъразмерни с ръста на децата чинове. На една от сесиите на селския общински народен съвет се взема решение за построяване на ново училище.

През 1964- 1965 г. е построено новото училище „ Христо Ботев”. По предложение на окръжния отдел „ Просвета” в това училище се преминава към т.нар. кабинетна система на обучение.
През 1983- 1985 г. е построена спортната зала към училището.