XVII век стал временем создания первых частных школ при монастырях и приходских храмах. Уже в 1633 г. по указанию патриарха Филарета при Чудовом монастыре Московского Кремля была открыта первая греко-латинская школа, которую после смерти святейшего первоиерарха стали называть Патриаршей школой. В 1646 г. один из видных государственных деятелей, окольничий и постельничий царя Федор Михайлович Ртищев пригласил из Киева в Москву выпускников знаменитой Киево-Могилянской духовной академии для организации первой частной школы в Андреевском мужском монастыре, где ее воспитанники изучали латинский и греческий языки, риторику и философию. В 1650-х гг. по инициативе известного киевского богослова Епифания Славинецкого была создана еще одна греко-латинская школа в Чудовом монастыре, которая позднее, слившись с Патриаршей школой, составила единое учебное заведение. В 1664 г. для обучения подьячих центральных государевых приказов открылась школа в Заиконо-Спасском монастыре на Никольской улице в Москве, которую возглавил известный просветитель «бунташного века» Симеон Полоцкий. В 1667 г. по инициативе нового патриарха Иоасафа II открылся «гимнасион» при церкви Иоанна Богослова в Китай-городе, а в 1680 г. была основана школа при московском Печатном Дворе, руководителем которой стал иеромонах Тимофей.
Первые частные школы в Москве стали своеобразной предтечей создания первого высшего учебного заведения в России — знаменитой Славяно-греко-латинской академии, устав которой — «Академический лексикон» по личному поручению царя Федора Алексеевича в 1680 г. составил «придворный пиит» Симеон Полоцкий. Предполагалось, что именно он и станет ректором этой академии, однако его преждевременная смерть спутала все карты и отложила ее открытие на целых семь лет. Только в 1687 г. состоялось открытие Славяно-греко-латинской академии, которую возглавили два выходца из Сербии, выпускники знаменитого Падуанского университета Иоанникий и Софроний Лихуды.
Согласно своему «лексикону» эта академия, расположенная на территории Заиконо-Спасского монастыря, открывалась для людей «всякого чина и сана» и предназначалась для подготовки высшего духовенства и дьяков государевых приказов, поэтому первыми ее учениками стали выпускники двух школ — при московском Печатном Дворе и Богоявленском монастыре. Эта академия была построена по образцу европейских учебных заведений, где помимо традиционного набора учебных предметов — богословия, грамматики, пиитики, риторики и различных языков, преподавались физика, диалектика и философия, что вызвало особую неприязнь у ревнителей древней старины.
В 1694 г. благодаря интригам и наветам иерусалимского патриарха Досифея II, братья Лихуды вынуждены были покинуть Москву и перебраться в Новгород, а академию возглавили их ученики Николай Семенов и Федор Поликарпов. В 1699 г. был назначен новый ректор академии, первый русский доктор философии и доктор богословия, игумен Заиконо-Спасского монастыря Палладий Роговский. Значительно позднее на базе этой академии будет создана Московская Духовная академия.
В XVII веке произошел заметный рост интереса наших предков к разнообразной научной литературе эпохи европейского Возрождения с ее рациональным подходом к объяснению многих природный явлений. В этот период в России появляются первые переводы целого ряда научных трактатов известных европейский авторов, в частности Андрея Везалия «О строении человеческого тела» (1543) и Яна Гевелия «Селенография, или Описание Луны» (1647), оказавших существенное влияние на формирование и распространение научных знаний в России.
В 1620-х гг. вышло в свет и несколько оригинальных научных трактатов, в том числе «Устав ратных, пушечных и других дел, касающийся до воинской науки» (1621), автором которого был Онисим Михайлов (Радышевский), и анонимная «Книга сошного письма» (1629). Первый трактат, основанный на существенно переработанной работе немецкого ландскнехта Леонарда Фронсбергера «Военная книга» (1573), содержал различные сведения об организации регулярной армии, о значении артиллерии и устройстве артиллерийских орудий, о приемах ведения боевых действий и т.д. Кроме того, здесь содержались практические сведения из различных областей научных знаний — геометрии, механики, физики и химии. В частности, «Устав» подробно рассматривал проблемы баллистики и прикладной химии, прежде всего, рецепты варки селитры и изготовления «порохового зелья». А второй трактат был предназначен для обучения важным математическим манипуляциям: измерению площадей, извлечению квадратных и кубических корней и их практического применения к исчислению двух окладных единиц — сох и вытей, с учетом качества