Освоение искусства ансамблевой игры является важнейшей составляющей становления музыканта на всех этапах его развития. Поэтому с первых дней создания школы в классе специального фортепиано были предусмотрены уроки ансамбля, которые вели преподаватели Р.С. Кацман и К.А. Господарь. На занятиях исполнялись фортепианные ансамбли, ансамбли для струнных инструментов с фортепиано.

Как отдельное подразделение класс камерного ансамбля был организован в 1967 году, а в 1989 году стал самостоятельным методическим объединением, которое возглавил отличник просвещения РК Ю.Е. Дороховский. 

Обучение на отделении камерного ансамбля начинается с 5 класса и заканчивается сдачей Государственного экзамена в 12 классе. В течение года на академических концертах в соответствии с программными требованиями учениками исполняются части сонатного или сюитного цикла, трио, фортепианного квартета или квинтета и камерное сочинение на переводном экзамене.

С 10 класса учащиеся струнного отделения обязательно посещают класс квартета и в конце обучения сдают Государственный экзамен. В разные годы эту дисциплину вели: отличник просвещения РК Ю.Е. Дороховский, солист ГАСО РК Ю. Гусев, в настоящее время – солистка ГАСО РК Е.В. Тимошенко.

Педагогами камерного ансамбля Ковалевой Е.А. (доцент АГК им.Курмангазы), Дороховским Ю.Е. Гончаровой Г.С. (методистом отделения), Николаевой И.Ф. (зав. отделением с 2001 по 2006гг.) были разработаны, а впоследствии усовершенствованы учебные планы, программа развития и воспитания молодых ансамблистов, репертуарный список музыкальной литературы.

В 1999 году отделение камерного ансамбля школы пополнилось новыми преподавателями: Гусевым Ю.В. – доцентом АГК им.Курмангазы (струнный квартет) и Ермановым Ж.Р. – старшим преподавателем АГК им.Курмангазы (духовой квартет).

С 2006 года по 2012 год отделение возглавляла Н.В. Брынова.

В настоящее время отделение возглавляет Султанова Баян Аманкельдиевна.

Высокий уровень профессиональной подготовки учащихся, опыт ансамблевого музицирования, приобретенный в камерном классе, позволяет многим выпускникам школы достигать высоких результатов в качестве ансамблистов. Широкую известность получил казахский Государственный квартет в составе: Яннис Мавриди, Серик Сырлыбаев, Роберт Смагулов, Аскар Бурибаев. Все участники квартета являются выпускниками РССМШИ для одаренных детей им. К.Байсеитовой.

С 1998 года Владимир Косьяненко – выпускник школы по классу альта К.Х. Мулдагалиевой является альтистом известного квартета "HugoWolfQuartet" (г.Вена).

Воспитанником РССМШИ для одаренных детей им. К.Байсеитовой является Айдар Токталиев (класс проф.Н.М.Патрушевой) – первая скрипка Казахского Государственного струнного квартета имени Газизы Жубановой, который стал лауреатом многих престижных международных конкурсов и фестивалей камерной музыки.

В октябре 2005 года струнный квартет в составе Сапарова Л. (скрипка), Куки И. (скрипка), Медетбаева А. (альт), Каратаева Т. (виолончель) под руководством педагога Тимошенко Е.В. получил первую премию и специальный приз за лучшее исполнение обязательного произведения на Международном конкурсе имени Лоренцо Перози в Италии (г.Тортона).

Широко известен казахстанскому и зарубежному слушателю инструментальный дуэт брата и сестры (двойняшек) Тыныбековых – скрипачки Ботагоз и виолончелиста Булата, лауреатов специальной премии Союза молодежи Казахстана. Выступая в дуэте, талантливые молодые музыканты добились довольно ярких и высоких результатов, став лауреатами международного фестиваля камерных и инструментальных ансамблей в Анкаре (Турция), а также всероссийского конкурса им.Мазура в Санкт-Петербурге. В 2002 году дуэт был награжден дипломом ОФ "Фонд образования Нурсултана Назарбаева" – "Созвездие надежд" за большие творческие достижения в области музыкального искусства, в 2003 году – дипломом Международного конкурса "Шабыт".