Im Mai 1927 beschloss der Singener Gemeinderat, zur Linderung der Raumnot an den bestehenden Schulen in der Stadt, in der Rielasinger Straße ein neues Volksschulgebäude zu errichten. Die Planung sah vor, ein Schulgebäude mit 18 Klassenräumen und den notwendigen Nebenräumen zu bauen. Der Neubau sollte 340.000 Mark kosten. Da aus der Stadtkasse nicht sofort dieser hohe Geldbetrag entnommen werden konnte, wurde vorerst nur der Mittelbau mit 9 Klassenzimmern errichtet, was immerhin noch Aufwendungen in Höhe von 230.000 Mark kostete.  

Zeppelinschule mit Josefskirche
Da auch diese Summe nur schwer aufzubringen war, ging der im Oktober 1928 begonnene Bau nur schleppend voran. Die Gemeinderäte waren heftiger Kritik aus der Bevölkerung ausgesetzt und bemühten sich sehr, den Bau voranzubringen.

Am 7. Januar 1930 endlich konnte die neue Südstadtschule, in der Presse auch "Josephsschule" genannt, durch den Bürgermeister eröffnet werden. Die neuen Schüler, die bisher an der Ekkehardschule unterrichtet wurden, konnten endlich die neuen Räumlichkeiten beziehen.

Ihren eigentlichen Namen bekam die Zeppelinschule erst zwei Tage nach ihrer Eröffnung. Zur Erinnerung daran, dass das Schulhaus im Jahr des Weltumfluges durch das Luftschiff "Graf Zeppelin" gebaut worden ist, beschloss der Gemeinderat, der Volksschule diesen Namen zu geben.

Schon sechs Jahre nach der Eröffnung war abzusehen, dass die neu gebaute Schule bald aus allen Nähten zu platzen drohte. Das Lehrerzimmer und das Amtszimmer des Schulleiters mussten als Klassenräume genutzt werden, der Gesangsunterricht fand in der Küche der Mädchenfortbildungsschule statt.

Zeppelinschule mit Hausmeisterwohnung
Im Januar 1939 wurde der Antrag auf einen Erweiterungsbau genehmigt. Es war geplant, einen Ostflügel mit 9 weiteren Klassenzimmern zu bauen und im Süden, entlang der Rielasinger Straße einen Anbau zu erstellen, in dem eine Hausmeisterwohnung und ein Schulsaal untergebracht werden sollten. Die Bauarbeiten begannen im Juli 1939, waren aber kriegsbedingt vielen Schwierigkeiten unterworfen. Im Mai 1940 drohte die Einstellung der Bauarbeiten, trotzdem wurden die beiden Anbauten 1940 fertiggestellt.

Die Freude über die neuen Schulräume wähnte allerdings nur kurz. Das Gebäude der Zeppelinschule musste 1941 der Heeresverwaltung zur Errichtung eines Lazarettes überlassen werden. Dies wurde durch ein großes rotes Kreuz auf dem Dach des Hauptgebäudes deutlich gekennzeichnet. Die Schüler wurden wieder an der Ekkehardschule unterrichtet.

Ende 1945 wurde die Zeppelinschule wieder für ihren eigentlichen Zweck freigegeben. 1956 bekam die Schule als erste Schule in Singen eine eigene Turnhalle, die sowohl für den Schulsport als auch für verschiedene Vereine zur Verfügung stand.

Nach dem Neubau der Johann-Peter-Hebel-Schule in der Singener Südstadt wurde 1966 in der Zeppelinschule eine eigenständige Mittelschule eingerichtet. Die inzwischen in Zeppelin-Realschule umbenannte Schule erhielt in den nächsten Jahren eine umfassende Renovierung.

Nachdem die Schülerzahlen an der Zeppelin-Realschule ständig wuchs, mussten einzelne Klassen in andere städtische Schulgebäude ausgelagert werden. Schließlich wurde für die Stadt Singen eine zweite Realschule genehmigt in an der Ekkehardschule aufgebaut.

1975 konnte der neu ausgebaute Dachsaal im Ostflügel der Schule für den Musikunterricht und schulische Feiern genutzt werden.

Da das übrige Gebäude nicht mehr den Ansprüchen an eine moderne Realschule entsprach, wurde 1977/78 eine Sanierung sowie Erweiterung der Schule durch einen Anbau längs der Rielasinger Straße gestellt. 1980 begann die Generalsanierung, während der wiederum mehrere Klassen an umliegende Schulen ausgelagert werden mussten.

Abbrucharbeiten vor dem Erweiterungsbau.
Entlang der Rielasinger Straße kam es zum Abbruch des Hausmeistergebäudes und zur Errichtung der Erweiterungsbaus, in dem moderne naturwissenschaftliche Fachräume untergebracht sind. 1983 konnte der Anbau eingeweiht und für den Schulbetrieb genutzt werden. Die endgültige Fertigstellung aller geplanten Baumaßnahmen dauerte allerdings noch bis zum Mai 1989.

Zu Beginn der 90er Jahre wurde der Innenhof der Realschule neu gestaltet. Es entstanden neue Sitzgelegenheiten im Schulhof, die Wände der Turnhalle wurden mit Kunstwerken aus dem BK-Unterricht sowie mit Piktogrammen, die verschiedene Sportarten zeigen, neu gestaltet.