В 1633 году 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 году один из видных государственных деятелей, окольничий и постельничий царя Ф.М. Ртищев пригласил из Киева в Москву выпускников знаменитой Киево-Могилянской духовной академии для организации первой частной школы в Андреевском мужском монастыре. Воспитанники этой школы изучали латинский и греческий языки, риторику и философию.
В 1650-х годах 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 году для обучения подьячих центральных государевых приказов открылась школа в Заиконо-Спасском монастыре на Никольской улице в Москве. Эту школу возглавил известный просветитель «бунташного века» Симеон Полоцкий.
В 1667 году по инициативе нового патриарха Иоасафа II открылся «гимнасион» при церкви Иоанна Богослова в Китай-городе. В 1680 году была основана школа при московском Печатном Дворе, руководителем которой стал иеромонах Тимофей.
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 году составил «придворный пиит» Симеон Полоцкий. Предполагалось, что именно он и станет ректором этой академии, однако его преждевременная кончина спутала все карты и отложила ее открытие на целых семь лет. Только в 1687 году 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». Она была предназначена для подготовки высшего духовенства и дьяков государевых приказов. Первыми учениками академии стали выпускники двух школ – при московском Печатном Дворе и Богоявленском монастыре. Славяно-греко-латинская академия была построена по образцу европейских учебных заведений, в которой наряду с классическими языками, богословием, грамматикой, пиитикой и риторикой, преподавались физика, диалектика и философия, что вызвало особую неприязнь у ревнителей древней старины. По интригам и наветам иерусалимского патриарха Досифея II, братья Лихуды в 1694 году вынуждены были покинуть Москву и перебраться в Новгород. Академию возглавили их ученики Николай Семенов и Федор Поликарпов. В 1699 году 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, как и ранее, процесс накопления практических знаний, особенно динамично шел в областях, связанных с решением конкретных задач организации производства, строительства и торговли. Среди подобного рода задач – измерение площади, расстояния, массы сыпучих тел и т.п. Большие успехи были достигнуты в строительном деле, в области практической медицины, математических вычислений. К XVII веку относятся первые опыты теоретического осмысления и обобщения знаний, накопленных в процессе практической деятельности. Интенсивный процесс накопления знаний и первые попытки их теоретического осмысления создали благоприятные условия для становления российской науки в последующий период.
В этот период отмечен заметный рост интереса к разнообразной научной литературе эпохи европейского Возрождения с ее рациональным подходом к объяснению многих природный явлений. В середине столетия русский церковный деятель, дипломат и писатель Арсений Суханов привез в Россию по поручению патриарха Никона более 500 греческих рукописей, в том числе сочинения Гомера, Софокла, книги по медицине, истории, риторике.
В XVII веке в России появляются первые переводы целого ряда научных трактатов известных европейских 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-е годы вышло в свет 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).