Les élèves sont recrutés, en première année, par la voie d'un concours dans les groupes ou disciplines suivants :
- groupe MP (mathématiques-physique) ;
- groupe Info (informatique) ;
- groupe PC (physique-chimie) ;
- groupe BCPST (biologie, chimie, physique, sciences de la Terre) ;
- groupe PSI (physique-sciences de l'ingénieur) ;
- groupe PT (physique-technologie) ;
- groupe TSI (technologie et sciences industrielles) ;
- post DUT-BTS (options GE-GM-GC : génie électrique, génie mécanique, génie civil) ;
- design ;
- droit, économie et gestion ;
- économie et gestion ;
- sciences sociales ;
- langue étrangère : anglais ;
- éducation physique et sportive (EPS).
Pour être nommés élèves de l'école normale supérieure, les candidats du concours post DUT-BTS (options génie électrique, génie mécanique, génie civil) devront pouvoir justifier de l'obtention d'un BTS ou d'un DUT.
Pour être nommés élèves de l'école normale supérieure, les candidats du concours EPS doivent être titulaires d'un DEUG STAPS ou avoir capitalisé 120 crédits ECTS (European Credit Transfer System) en UFR-STAPS.
Les personnes titulaires d'un diplôme correspondant à l'obtention de 240 unités ECTS en université, école d'ingénieur figurant sur la liste des écoles habilitées à délivrer ce diplôme établie par la commission des titres d'ingénieur, ou école supérieure de commerce ne peuvent être autorisées à concourir.
Nul ne peut être autorisé à se présenter plus de deux fois aux épreuves d'un concours d'admission en première année à l'Ecole normale supérieure de Cachan.
Les épreuves d'admissibilité du concours Design sont organisées par l'ENS de Cachan dans un centre unique en Ile-de-France.
Les concours des groupes MP, Info, PC, BPCST, PSI, PT, TSI, sciences sociales, langue étrangère sont organisés dans le cadre de banques d'épreuves.
Le concours post-DUT-BTS est organisé dans le cadre d'une banque d'épreuves DUT-BTS gérée par le service concours de l'école nationale supérieure de l'électronique et de ses applications (ENSEA).