自然科学部は、令和３年度から探究部と名称を改め、様々な探究活動に取り組んでいます。
1年生9名、2年生11名、3年生10名で活動しています。
活動日は基本的に月・水・金曜日です。発表会や競技会の直前は休日にも活動しています。
＜主な活動内容＞
・各自が探究テーマを設定し、テーマに沿って探究活動を行っています。成果物は、各種コンクールやコンテストへ応募したり、発表会で発表したりします。11月には全員が中学校総合文化祭で発表します。
・科学の甲子園ジュニアで必要とされる知識・技能や科学的な思考力を身に付ける活動を行います。令和元年度は、科学の甲子園ジュニア山形県予選で優勝しました。県代表として全国大会に出場し、実技競技でスカパーJSAT（工作デザイン賞）を受賞しました。
・夏期休業中に行われる、地域の小中学生を対象とした親子実験教室「東桜サイエンスラボ」に、高校教員と共にTA（ティーチング・アシスタント）として参加協力します。
・レゴ・マインドストーム（EV3）を使ったロボットのプログラミングや、ブレッドボードを用いた回路作りも行います。
～これまでの東桜中探究部～
令和3年10月
6月から取り組んでいるそれぞれの探究テーマについて中間発表会を行い、お互いに質問やアドバイスを出し合いました。成果物は、11月に行われる地区中学校総合文化祭で展示します。
令和3年9月
探究部のチームが、「科学の甲子園ジュニア全国大会」の山形県１次予選（9チーム参加の筆記競技）を突破し、26日開催の県２次予選（実技競技（実験・総合））に出場しました。結果はＡチームが２位でした。
令和3年8月23日
理系に興味のある中高生を対象とした「筑波大学リケジョサイエンスフォーラム」に2年の片倉凛子さんが参加（本校からは、他に3年女子4名が参加）し、筑波大学大学院の学生が取り組んでいる研究について学びました。
令和3年8月10日～12日
「創造性の育成塾 第15回夏合宿」に3年生奥山侑紀くん、2年生髙嶋蒼空の2名が参加し、科学者の講義を受講したり実験を行ったりして創造性や自ら考える力を育みました。この夏合宿に参加するのは毎年狭き門で、今年度は全国の中学2・3年生から50名が選ばれました。東桜学館中学探究部では、中2・3年生全員で選考課題に取り組み、4名が1次選考を通過。オンライン面接の2次選考で2名が通過しました。3日間8時過ぎから18時過ぎまでたっぷりと科学を堪能しました。「創造性の育成塾ホームページ」には参加者の感想等が掲載されています。
令和3年7月22日
「東桜サイエンスラボ」にTA（ティーチングアシスタント）として参加しました。開会式では中学探究部部長の齋藤大寿くんが挨拶を行い、部員全員で空気泡とリモネンを使った風船爆弾で参加者を歓迎しました。部員の中には、小学生のときにサイエンスラボに参加したという生徒がたくさんいて、TAとしての仕事ぶりも頼もしかったです。
令和２年度は、科学の甲子園ジュニア全国大会が中止になりましたが、エキシビション大会に参加しました。
令和２年度科学のの甲子園ジュニアエキシビション大会 特別体験プログラム「針金独楽」に１年生が応募しました。
令和元年度 第７回科学の甲子園ジュニア全国大会に山形県代表として出場。特別賞を受賞しました。