Die Schülerzahlen waren wie auch in vielen anderen Schulen Baden-Württembergs leicht rückläufig, so dass im Jahr 2008/09 nur noch die Hälfte der Klassenstufen vierzügig waren, die andere Hälfte bestand jeweils aus drei Parallelklassen. Nun war die Schule endlich in der Lage, jeder Klasse ein angemessenes Klassenzimmer zur Verfügung zu stellen.

Lange Zeit waren mehrere Klassen ausgelagert gewesen, z. B. in das Gebäude der Sonderschule. Darüber hinaus gab es sogenannte Wanderklassen, also Klassen ohne eine feste Bleibe. Sogar eine Baracke mit zwei elektrisch geheizten Räumen und einer furchtbaren Raumluft war etliche Jahre in Betrieb.

Dank der Schrumpfung um drei Klassen und Dank der Anbauten befand sich die Schule im Schuljahr 2008/09 in einigermaßen komfortablen Verhältnissen. Lediglich der Handarbeitsunterricht und das Fach Kunst waren ausgelagert.

Der leichte Rückgang der Schülerzahlen bzw. der Schulklassen verschaffte in den Folgejahren keine Entlastung, weil der Überhang durch Pensionierungen wieder ausgeglichen wurde. Einige altgediente Kollegen wurden in den Ruhestand versetzt. Erwähnt seien hier die ehemaligen Kollegen Jörg Dröber (2003), Rudi Stenzel (2003), Martin Stolz (2004) und Siegfried Fischer (2008). Die meisten der Genannten gingen nach über 40 Dienstjahren in den Ruhestand.

Weitere einschneidende Personalwechsel gab es in den Jahren 2003 und 2005. Die Lotsen gingen von Bord. Zunächst Konrektor Günther Brügel und ein Jahr später Rektor Wolfgang Jaeschke. Mit großen Feierlichkeiten wurden Frau Andrea März (2003) und Frau Sybille Renz-Noll (2005) als „weibliche Doppelspitze“ ins Amt eingesetzt.

Unterdessen wurden die nächsten Baumaßnahmen geplant. Die Stadt Welzheim wandte eine ganze Menge Geld auf, um Fassade, Dach und Fenster des Altbaus stilgerecht zu renovieren. Darüber hinaus wurden zwei kleine Zimmer im Altbau oben als NWA-Übungsräume  (NWA = NaturWissenschaftliches Arbeiten, der damals neue Fächerverbund aus Biologie, Chemie und Physik) ausgestattet.

Neue Bildungsideen erforderten also auch eine entsprechende neue Raumausstattung. Ähnliches galt für den bundesweiten Trend zur Ganztagesschule. Die Welzheimer Schulen hatten zwar noch lange nicht eine ganztägige Betreuung an drei oder vier Wochentagen, aber es gab doch schon eine ganze Menge Nachmittagsunterricht. Deswegen war der Bau einer gemeinsamen Mensa geboten, die im Jahr 2007 eingeweiht wurde.

Im Herbst 2006 initiierte der Musiklehrer Günther Hahn die erste Welzheimer „Bläserklasse“. Allen Schüler, die das Spielen eines Instrumentes erlernen wollten, wurde die Möglichkeit eröffnet, ohne großen finanziellen Aufwand ein Jahr lang Instrumentenunterricht zu bekommen.

Dieses sehr erfolgreiche Konzept zum Wohle der Schülerinnen und Schüler war der Beginn einer langen und nachhaltigen Zusammenarbeit mit der Musikschule, die bis zum heutigen Tag anhält.

Die folgenden Jahre waren geprägt von vielen pädagogischen Weiterentwicklungen in der Schulart „Realschule“. Eingeführt wurde ein ausgefeiltes Curriculum zur Gewaltprävention, angefangen von Selbstbehauptungstrainings, Pflege eines Klassenrates, eine Initiative gegen Mobbing bis hin zum Projekt „Gewaltfreie Schule“.

Ein wichtiges Element zur Weiterentwicklung der Kastell-Realschule war die Einführung des Coaching-Gedankens. Jedem Schüler wurde ein Lehrer zugeordnet, der den Schüler in regelmäßigen Abständen berät und Hilfestellungen anbietet, um so zu helfen, die schulischen Leistungen des Schülers zu verbessern.

Darüber hinaus wurden Bildungspartnerschaften gegründet mit den Firmen „ATB Antriebstechnik GmbH“, „Autofreund GmbH“, „Christian Bauer GmbH+Co.KG“, „Oskar Frech GmbH+Co. KG und der „Volksbank Welzheim eG“. Das Ziel war es, den Schülerinnen und Schüler immer bessere Möglichkeiten zu eröffnen, einen für sie geeigneten Beruf zu finden.

In den Jahren ab 2010 brachten rückläufige Schülerzahlen vor allem die Bürgfeld-Werkrealschule ins Wanken. Die Rot-Grüne-Landesregierung verfolgte das Ziel, Schulen mit geringen Anmeldezahlen zu schließen. Aus dieser Not heraus entschlossen sich die Schulleitungen der Bürgfeldschule und der Kastell-Realschule, beide Schulen unter das Dach einer neuen und von der Landesregierung protegierten Schulart „Gemeinschaftsschule“ zu bringen.

Das Kollegium der Kastell-Realschule lehnte dieses Ansinnen ab und vertraute weiterhin auf die Stärke der über viele Jahre gewachsenen Kompetenzen in der Schulart „Realschule“, während die Bürgfeldschule den Schritt zur neuen Schulart Gemeinschaftsschule wagte.

Zwei Jahre nach diesen turbulenten Zeiten, im Jahre 2015, wurde die Rektorin Sybille Renz-Noll in den Ruhestand verabschiedet und wenige Wochen später der neue Schulleiter Peter Beck ins Amt gesetzt.

Martin Marciniak, 05.03.2012, ergänzt von Peter Beck, 17.10.2015