Ana muallim mektepleri, erken çocukluk eğitiminin yaygınlaşmasıyla ortaya çıkan öğretmen ihtiyacını karşılamak üzere kurulmuştur. XIX. yüzyılın ortasından itibaren erken çocukluk eğitiminde Alman eğitimci Frobel yaklaşımı da birçok ülkede kabul görmüş, Osmanlı basınında Frobel yaklaşımını tanıtmaya yönelik çok sayıda yazı yayımlanmıştır. XX. yüzyılın başından itibaren de İtalyan asıllı eğitimci Montessori yaklaşımı benimsenmeye başlanmış, eğitim ve çocuk dergilerinde okul öncesi eğitimle ilgili tercüme yazılar yanında Sâtı Bey, Edhem Nejad ve Kâzım Nami gibi eğitimciler tarafından telif eserler ortaya çıkmıştır. Mesela Edhem Nejad 1913 tarihli Terbiye-i İbtidâiye Islahatı kitabında yeni yeni açılmaya başlanan ana mektepleri için muallimeler yetiştirilmesi için dârülmuallimâtlar açılması gerektiğine işaret etmiştir.

Önce azınlık ve yabancılar tarafından açılan ana mektepleri daha sonra müslüman özel girişimciler tarafından açılan özel okulların bünyesinde yer almaya başlanmıştır. Ancak buralarda öğretmenlik yapanlar çoğu ya Avrupa'dan gelmekte ya da Osmanlı Devleti'nde faaliyet gösteren Alliance Israelit Mûsevî okullarında eğitim almış gayrimüslimlerden oluşmaktaydı. XX. yüzyılın başlarından itibaren sayıları giderek çoğalan bu mektepler için herhangi bir mevzuat bulunmuyordu. Maarif Nezareti, hem bu mektepler için bir yasal düzenleme yapmak hem buralara materyal temini ve öğretmen yetiştirmek için bir çalışma başlatmış, 1913 yılında "Macaristan'ın Ana Mektepleri, İbtidâîleri, Dârülmuallimîn ve Dârülmuallimâtlarına Dair Hazırlanan Rapor" hazırlanmıştır. Söz konusu rapor dikkate alınarak o döneminin okul öncesi eğitim kurumları olan ana mekteplerine öğretmen yetiştirmek amacıyla Dârülmuallimât bünyesinde eğitim süresi bir yıl olan bir ana muallime mektebi açılmıştır. Aynı düzenleme içerisinde uygulama okulu niteliğinde bir de ana mektebi kurulması yer almaktadır. Başta Dârülmuallimât-ı Âliye'ye bağlı olan öğretmen okulu, yeterli sayıda öğretmen yetiştiremediği ve ayrıca taşrada Dârülmuallimât-ı Âliye olmadığı gerekçesiyle Dârülmuallimât-ı İbtidâî'ye bağlanmıştır. Yasada bağımsız okul öncesi eğitim kurumları "ana mektebi", ilkokul bünyesindeki ana sınıfları ise "sıbyan sınıfı" şeklinde ifade edilmiştir. 1915'te yayımlanan Ana Mektepler Nizamnamesi'nin on birinci maddesine göre ana mektebi muallimi olabilmek için Dârülmuallimât Ana Muallime Şubesi'nden mezun olmak gerekmekteydi.

Ana Muallime Mektebi'nin 1915 müfredatındaki dersler şu şekildedir: Ulûm-ı dîniye, ilm-i ruh, fenn-i terbiye, Froebel tedrisatı ve el işlerinin nazarî kısmı, imla, kıraat, ulûm-ı tabîiye, hıfzıssıhha, hesap, hendese, gınâ ve piyano, târîh-i Osmânî, coğrafya, terbiye-yi bedeniye, tatbikat, resim.

Ana Muallim Mektebi öğretim elemanları seneden seneye değişmekle birlikte bazı ortak derslerde diğer bölümlerden hocalar ders vermiştir. Mesela 1915-16 ders yılı kadrosunda Nâfi Atuf Bey ruhiyat ve terbiye; Makruhi Hanım Frobel tedrisatı ve el işleri; Sabahat ve Nazife hanımlar imla ve kıraat; Muhsine Hanım tarih; Makbule Hanım coğrafya; Şefika Hanım jimnastik hocası olarak görev yapmıştır.

Ana Muallime Mektebi ve ana mektebinin kuruluşunda İsmâil Mâhir Efendi büyük hizmetlerde bulunsa da Haziran 1914 tarihinde milletvekili olmasıyla bu tarihten itibaren Hilmi Bey yaklaşık beş yıl Dârülmuallimât müdürlüğü yapmıştır. Okul 1914-15'te otuz dört, 1915-16'da elli altı mezun vermiş ancak 1916-17 yılında yangın sebebiyle mezun verememiştir. 1917-18'de 217, 1918-19'da altmış üç olmak üzere 1914-1919 arasında toplam 370 mezun vermiştir. Mezunların yeterli sayıda açılamayan ana mektepleri yanında, yetimhanelerde bulunan küçük yaştaki çocukların eğitimleri için de görevlendirildiğine dair kayıtlar mevcuttur. I. Dünya Savaşı şartlarında yeterince ana mektebi açılamaması sebebiyle 1919 yılında Ana Muallime Mektebi'nin kapatılmasına karar verilmiştir.

Cumhuriyet döneminde 1927-1928'de Ankara'da tekrar açılan Ana Muallime Mektebi üç yıl eğitimden sonra öğrencilerin İstanbul Kız Muallim Mektebi'ne aktarılmasıyla eğitime burada devam etmiştir. Ayrıca tekrar açılan uygulama ana mektebinde yirmi bir ve yirmi üç mevcutlu iki ana sınıfı oluşturulmuştur. Ancak öğretmen okullarına yönelik düzenleme ile 1932-1933'te kapatılmıştır. Bu ikinci açılışında sırasıyla on yedi, on altı ve on sekiz mezun verebilmiştir.

Ana Muallime Mektebi'ne getirilen eleştirilerden en ciddi olanı güncelliğini kaybetmiş müfredat ve yöntemler ile eğitim verilmesi, kültürel olarak da gayrimüslim kadın eğitimcilerin görev almasıdır. Dârulmuallimîn ve Dârülmuallimât Nizamnamesi'ne göre Ana Muallime Mektebi'ne on yedi-yirmi dört yaşları arasında olup Dârülmuallimât-ı İbtidâiye'nin ikinci sınıfını bitirenler sınavsız, yeterliliğini kanıtlayanlar ise sınavla kabul edilmektedir (Maârif-i Umûmiye Nezareti, 1914). Fakat bu kurallara uyulmadığına dair iddialar yanında "ilkokul düzeyinde bile eğitim almamış kızlara biraz jimnastik, biraz şarkı biraz da kâğıt işleri öğreterek mezun edildiği" gibi ağır eleştiriler de mevcuttur.