Началото на училището ни е поставено в далечната 1937 г. Комисия от квартал “Дианабад” прави постъпки пред Министерството на народното просвещение за откриване на начално училище в квартала. На 1.IX. същата година училището е открито. През 1975 г. в сградата се настаняват три училища: 105 Начално училище, 119 Основно училище и 107 Основно училище с общ директор Методи Стоянов. Обществените промени и разширяването на квартала водят до построяването на нова сграда през 1977 г. Училището се разделя на 105 основно училище “Александър Димитров”, което остава в същата сграда, и 11 основно училище, което се настанява във новата сграда.Тогава завършва и първият випуск осмокласници.
През 1982/83г. училището става ЕСПУ, когато е въведен IX клас и изучаване на италиански език от осми клас в две паралелки.
От 2005 г. директор на училището е г-жа Цветанка Костадинова, която, следвайки екипния принцип в работата си, продължава и развива традициите, създадени досега. Създава се Ученически парламент, който има за цел да обогати и разнообрази училищния живот, да представя училището на открити срещи в Президентството и да издава ученически вестник. Традиционен става Денят на ученическо самоуправление.
Важно събитие в развитието на училището е подписаната през 2006 г. Спогодба между България и Италия в областта на образованието, с което 105 СОУ “Атанас Далчев” се интегрира към европейските образователни институции и неговите възпитаници в профил “Чуждоезиков” ще полагат италианска матура.
В резултат на усилията на ръководството и преподавателския колектив за реализиране на интеграционните приоритети в областта на образованието през 2006г. училището е прието за член на “Асоциацията на Кеймбридж-училища”.