Проект реформы начального образования был опубликован в марте 1860 г. и сразу встретил горячий отклик в обществе, ведь именно в школе формируется будущее страны. Подобно проектам других коренных реформ он широко обсуждался, правительство даже просило видных западных деятелей, педагогов и ученых, дать по нему заключение. Общим стало положительное отношение к идее создания новой, массовой начальной школы, но возражения вызвали идеи о введении разных типов школ (школы грамотности, низшие и высшие народные училища). Статьи К.Д. Ушинского, Н.И. Пирогова, Н.Г. Чернышевского, М.Н. Каткова и других авторов внимательно изучались чиновниками министерства. Наконец, 14 июля 1864 г. Александр II утвердил Положение о начальных народных училищах разных типов (государственные, земские, церковно-приходские, воскресные, частные) с трехлетним сроком обучения. Результатом этого стало быстрое увеличение количества школ: 1874 г. – 22 389, 1880 г. – 28 118.
19 ноября 1864 г. Александр II утвердил новый устав гимназий, который вводил внесословный принцип среднего образования «без различия званий и вероисповедания». Тем не менее из-за высокой платы за обучение гимназическое образование было доступно преимущественно детям из обеспеченных слоев населения. Средние учебные заведения с семилетним сроком обучения создавались двух типов: классические и реальные гимназии (а также подготовительные – прогимназии). В классических гимназиях в основу обучения был положен гуманитарный принцип, большое внимание уделялось латинскому и древнегреческому языкам, в реальных гимназиях – математике и естествознанию. Выпускники классических гимназий могли поступать в университет без экзаменов, а «реалисты» предназначались к поступлению в технические и иные специальные высшие учебные заведения.
При очевидных стеснениях нового гимназического устава он все же сослужил хорошую службу. В 1856 г. количество всех начальных и средних школ составляло 8227, а в 1880 г. – 22 700, число учащихся соответственно – 450 тысяч человек и 1 141 тысяча человек. Если в 1853 г. доля сыновей дворян и чиновников в гимназиях составляла 79,7 %, а доля горожан и крестьян – 18,0 %, то в 1880 г. уже соответственно 52,1 и 38,5 %.
18 июня 1863 г. Александр II утвердил Университетский устав. Его проект также широко обсуждался в российских университетах, в среде чиновников и дворянства, были получены отзывы иностранных ученых.
Отныне университеты обретали широкую автономию. Совет университета получал право решать самостоятельно все учебные, научные и административно-финансовые вопросы; предусматривались выборность ректора, проректора, деканов и профессоров (с последующим их утверждением министром народного просвещения), распределение финансовых средств, создание кафедр и отделений на факультетах, присуждение ученых степеней и званий, направление молодых ученых для стажировки за границу.
Устав предусматривал повышение жалованья университетским преподавателям и снижение платы за обучения до 40 рублей (50 рублей в Москве и Петербурге) ежегодно. Малообеспеченным студентам предусматривалась отсрочка, уменьшение или полное освобождение от платы. В то же время, памятуя о студенческих волнениях 1861 г., власть не предоставила студентам каких-либо корпоративных прав.
О внимании, которое правительство уделяло образованию, свидетельствует рост расходов государства по Министерству народного просвещения: 1855 г. – 3 млн рублей, 1880 г. – 16,5 млн рублей (это составляло около 2,6 % всех бюджетных ассигнований; для сравнения: в Англии – около 10 %, во Франции – 6,4 %, в Пруссии – около 6 %). Благодаря новым правилам выросла численность российских студентов: в 1860 г. – 5,5 тысячи человек, в 1899 г. – 16,5 тысячи; расширялись и углублялись учебные курсы, активизировалась научная деятельность университетов. Изменился и социальный состав университетов, в которых дворянских сынков потеснили
Принятые меры не затрагивали женского образования. В России в николаевское царствование имелись несколько образцовых учебных заведений для девочек – это закрытые дворянские институты Смольный, Александровский и другие, а также несколько десятков закрытых пансионов. Там давалось существенно урезанное начальное и среднее образование. В высшем образовании устав 1863 г. женщинам отказывал. Наиболее деятельные и энергичные девушки, имеющие средства, вынуждены были учиться за границей. Этот поток все нарастал, и власти обеспокоились. Было решено открыть специальные женские курсы с программой университетского образования. В 1869 г. начали работу Аларчинские курсы в Петербурге и Лубянские в Москве, в 1870 г. – Владимирские в Петербурге, в 1872 г. – Высшие курсы В.И. Герье в Москве и Бестужевские курсы в Петербурге, позднее – также в Казани, Киеве, Одессе.