Tại đội tuyển Toán học có một gương mặt cựu học sinh Trường Liên cấp Tiểu học & THCS Ngôi Sao Hà Nội niên khóa 2016 - 2020 là Phạm Việt Hưng. Trước đó, năm 2022, khi học lớp 11, Việt Hưng từng là đại diện nhỏ tuổi nhất của đội tuyển Việt Nam tại Olympic Toán học Quốc tế và đã xuất sắc mang về tấm Huy chương Vàng.
Trong thời gian học tập tại Trường Ngôi Sao Hà Nội, Việt Hưng nhiều lần đạt được các giải thưởng danh giá như Huy chương Vàng môn Toán IMSO 13 (tháng 11/2016), Huy chương Vàng APMOPS 2017 (Olympic Toán châu Á - Thái Bình Dương tại Singapore), Huy chương Vàng khoa học IMSO 14 tại Singapore năm 2017 (Huy chương Vàng khoa học đầu tiên của Việt Nam sau 14 năm tham dự IMSO), Huy chương Vàng kỳ thi Toán học Hà Nội mở rộng năm 2018.
Đội tuyển Tin học có 4 em là cựu học sinh Trường Liên cấp Tiểu học & THCS Ngôi sao Hà Nội, gồm Trần Xuân Bách, Nguyễn Quang Minh, Hoàng Ngọc Bảo Khuê và Nguyễn Tuấn Linh.
Trong đó, Trần Xuân Bách là gương mặt được nhiều người biết đến khi từng đạt huy chương Vàng Olympic Tin học quốc tế năm 2022 và huy chương Vàng Olympic Tin học châu Á năm 2022. Năm 2021, Xuân Bách giành huy chương Đồng Olympic Tin học châu Á khi mới học lớp 10.
Trong những năm học tập tại Trường Ngôi sao Hà Nội, Xuân Bách đã đạt nhiều thành tích đáng nể như: Giải vô địch Kỳ thi Toán học Úc AMC 2019, Huy chương vàng kỳ thi Toán học Hà Nội mở rộng (HOMC) 2019, Giải “National Champion”, “Longest Jump” tại kì thi Toán học quốc tế Kangaroo - IKMC 2019;
Giải Nhì bảng B1 (kỳ thi kỹ năng lập trình bằng Scratch hoặc Pascal/C++ cho học sinh THCS) của cuộc thi Tin học trẻ toàn quốc lần thứ XXV-2019, Huy chương vàng Đấu trường toán học châu Á AIMO 2019, Giải Nhất Kỳ thi Học sinh Giỏi cấp Thành phố môn Tin học năm học 2019 – 2020;…
Gương mặt 5 cựu học sinh Trường Liên cấp Tiểu học & THCS Ngôi Sao Hà Nội góp mặt trong các đội tuyển thi Olympic quốc tế 2023: