Kaksivuotisen esiopetuksen kokeilu toteutettiin vuosina 2021–2024 satunnaistettuna kenttäkokeiluna 148 kunnassa. Siihen osallistui 37 357 lasta, jotka arvottiin kokeilu- ja verrokkiryhmiin. Kokeiluryhmän lapset kutsuttiin aloittamaan velvoittava esiopetus jo 5-vuotiaina, ja he osallistuivat esiopetukseen kahden vuoden ajan. Verrokkiryhmä jatkoi nykyjärjestelmässä. Kokeilua varten säädettiin väliaikainen laki, laadittiin opetussuunnitelman perusteet ja sen aikana kerättiin laaja tutkimusaineisto.

Kokeilu muokkasi 5-vuotiaiden kasvu- ja oppimisympäristöä erityisesti ryhmien henkilöstö- ja ikärakenteen sekä opettajien kelpoisuuden kautta. Pedagogiset käytännöt muuttuivat vain vähän, joskin kokeiluryhmissä painotettiin hieman useammin lukemisen ja matematiikan valmiuksia. Lasten sosiaalisten suhteiden jatkuvuus vahvistui 5- ja 6-vuotiaiden ryhmien välillä.

Kokeilu nosti 5-vuotiaiden osallistumisastetta 3,5 prosenttiyksiköllä. Lasten sosioemotionaaliset taidot ja akateemiset valmiudet kehittyivät samalla tavalla kaksivuotiseen esiopetukseen ja nykyjärjestelmään osallistuvilla lapsilla. Kotihoitoon verrattuna kaksivuotisen esiopetuksen lyhyen aikavälin vaikutukset olivat myönteisiä, mutta näiden tulosten epätarkkuus ei mahdollista vahvojen johtopäätösten tekemistä perusopetuksen alkuvaiheessa. Kokonaisuudessaan nyt kokeiltu kaksivuotinen esiopetus ja nykyjärjestelmän mukaisesti toteutetettu varhaiskasvatuksen ja esiopetuksen yhdistelmä olivat arvioitujen taitojen osalta yhtä vaikuttavia.