Seit Mitte der 1990er-Jahre wächst die Bevölkerung des Stadtumbaugebiets Ostkreuz Friedrichshain stetig. Besonders groß ist der Zuwachs bei Kindern. Mehrere Grundschulen wurden deshalb baulich erweitert oder neu eröffnet. Dazu gehört auch die Modersohn-Grundschule, die ihre Schülerzahlen zwischen 2001 und 2011 nahezu verdoppelte.
Aufgrund des Platzmangels auf dem Grundstück plante der Bezirk hier für die Erweiterung zur dreizügigen Grundschule erstmals die Aufstockung eines Bestandsgebäudes. Der Aufbau des neuen Geschosses inklusive Innenausbau, technischer Gebäudeausrüstung sowie die notwendige Neugestaltung der südlichen Schulhoffläche wurden aus dem Programm Stadtumbau Ost kofinanziert. Der Bezirk setzte Investitionsmittel für die Schulerweiterung ein.
Der Typenschulbau aus den 1960er-Jahren war 2001 bereits energetisch saniert worden. Das neue 4. Obergeschoss mit einem nach Norden abfallendem Pultdach beherbergt sechs Klassenräume und einen Gruppenraum. Jeweils zwei Klassenräume sind bei Bedarf zusammenschaltbar. Auf der Nordseite befindet sich der Erschließungsflur für die neuen Räume. Alle Räume, Flure und Treppenhäuser sind natürlich belichtet und belüftet.
Die Bauarbeiten fanden bei laufendem Schulbetrieb statt. Ein Teil der Klassen wurde jedoch in der benachbarten Emanuel-Lasker-Oberschule untergebracht. Während der Arbeiten wurden Schadstoffe (PAK) im Flachdach gefunden, die vor dem Weiterbau beseitigt werden mussten. Die Arbeiten am Gebäude waren Ende 2011 beendet. Am 23. Januar 2012 konnte das 4. Obergeschoss feierlich an die Schule übergeben werden.
Der kleinere südliche Schulhof war durch die Bauarbeiten stark beeinträchtigt worden. Deshalb begann im selben Jahr seine Erneuerung. Das Bezirksamt plante das Projekt mit Hilfe des Gebietsbeauftragten von Anfang an mit Schülerinnen und Schülern sowie dem Kollegium gemeinsam. Dabei entstand unter anderem das Motiv des Blumenlabyrinths, das sich nun auf dem Schulhof wiederfindet.
Daneben werden ein Kletterspielgerät sowie die von den Kindern gewünschten Rückzugsmöglichkeiten, wie Pavillon und Weidenhöhle, auf dem Hof angeboten. Außerdem gibt es einen Tischtennis-Bereich und ein Gerätehaus. Neue Sträucher und Beete sorgen für frisches Grün. Zum Abschluss der Arbeiten an dieser Schule wurde mit Mitteln des Stadtumbaus Ost die Mensa der Schule entsprechend den gestiegenen Schülerzahlen vergrößert.