Lasteaed Piilupesa avati 17. oktoobril, 1982.a. 12rühmalise lasteasutusena, mille kõikide rühmade õppekeeleks oli vene keel. Lasteasutuse nimeks oli Tartu 21. Lastepäevakodu ja planeeritud lastekohtade arv selles oli 280.
Aastatel 1988–1996 töötasid lasteaia ruumides (olenevalt aastast) 1–5 algklasside klassikomplekti Tartu 4. ja Tartu 7. Keskkoolist.
1994/95 õ.-a. oli lasteaias juba 7 eesti õppekeelega lasteaiarühma, 4 vene õppekeelega lasteaiarühma ja 1 eesti õppekeelega I klass.
Hetkel on lasteaias 14 eesti õppekeelega rühma.
1999.a. nimetati 21. Lastepäevakodu ümber Tartu lastepäevakoduks Piilupesa.
2000.a. alates kannab meie asutus nime Tartu Lasteaed Piilupesa.
