1999年9月21日，一場芮氏規模7.3的強震，重創南投縣，埔里也成重災區之一，地震導致埔里鎮400多棟房屋倒塌損毀，鎮上的許多學校也滿目瘡痍。震後，政府與民間團體協力合作，進行「九二一震災校園重建工程」，民間團體也發起「認養災區中小學重建計劃」，認養重建108所學校，期望讓美麗校園從瓦礫堆中再站起來。當時的民間團體以慈濟慈善事業基金會認養的數量最多，多達51所，埔里鎮桃源國小便是其中之一。

桃源國小的前身為1951年（民國40年）9月成立的溪南國民學校桃米分班，1952年（民國41年）9月獨立設校為桃源國民學校，1968年（民國57年）8月改稱為桃源國民小學，是一間迷你小學。921大地震，造成桃源國小校舍嚴重損壞，包括普通教室8間、廁所1間都慘遭損毀。從舊照片中可以看到教室外走廊柱子因巨大搖晃產生的裂縫，柱子上的方形磁磚大量剝落，以及教室內部黑板脫落，櫥櫃及教具等物品散落零亂的情形。

慈濟慈善事業基金會將921重建學校工程統稱為「希望工程」，災後，慈濟基金會撥款2,000萬元援建桃源國小，加上教育部撥款1,059.2萬元來進行校舍重建，由黃建興建築師事務所監造、信榮營造工程有限公司承包施工，於2002年5月5日完工。