Mokykla Martyniškiuose duris atvėrė 1902 m. Pirmasis mokyklos mokytojas – gamtininkas, Martyniškių parko kūrėjas Mykolas Itomlenskis (1883–1960). Gaudikių, Girkančių, Žukančių kaimų vaikai 1917 m. pradėjo lankyti Gaižaičių pradinę mokyklą, kuri 1918 m. įkurdinta Gaižaičių dvare. 1924 m. pradėjo veikti mokykla Juodeikių kaimo klebonijoje. Mokytojas buvo Jazgevičius. Mokslai tuomet prasidėdavo vėlai rudenį, baigdavosi su pavasariu.
1993 m. reorganizavus Juodeikių ir Martyniškių pagrindines bei Gaižaičių pradinę mokyklą, Joniškio rajono Tarybos sprendimu įsteigta Gaižaičių pagrindinė mokykla. 1993 m. mokėsi 73 mokiniai, dirbo 16 pedagogų, buvo 9 klasės. 1997 m. įrengta kompiuterinė klasė. 1998 m. įsteigta priešmokyklinio ugdymo grupė.