Перехід українських земель під владу Російської імперії значно погіршив освітній рівень українців. За часів Гетьманщини одна школа припадала в середньому на 700–800 жителів. Утримувалися вони коштом місцевого населення. Під імперською владою школи масово закривалися, бо селяни-кріпаки зовсім зубожіли, а уряд ними не опікувався.
З 1803 р. в Наддніпрянщині стали поширювати нову загальноімперську систему освіти. Встановлювалися такі типи загальноосвітніх навчальних закладів: початкові парафіяльні училища, повітові училища та гімназії. Офіційно закріплювався становий характер права здобуття освіти. Парафіяльні училища призначалися для дітей «нижчих станів» і навчали у них лише закону Божому, арифметиці та грамоті. Повітові училища призначалися для дітей «купців, ремісників та інших міських обивателів». У гімназіях навчалися діти дворян, чиновників, багатих купців. За змістом нова система освіти була спрямована на виховання «вірнопідданих» у проімперському стилі. У 1850 р. в усіх початкових школах Наддніпрянщини навчалося лише 67 тис. учнів. Переважна більшість населення залишалася неписьменною.
Розвиток шкільної освіти у Наддніпрянській Україні за урядовими даними за 1856 р.
| Губернії | Шкіл усіх типів (вищих, середніх, нижчих) | Кількість слухачів та учнів | Учнів на 100 душ населення |
| Волинська | 0,23 | ||
| Подільська | 0,25 | ||
| Київська | 0,50 | ||
| Херсонська | 0,80 | ||
| Катеринославська | 0,92 | ||
| Таврійська | 1,34 | ||
| Харківська | 0,45 | ||
| Полтавська | 0,44 | ||
| Чернігівська | 0,34 |
Середню освіту давали гімназії, навчання в яких було платним. Після закінчення чотирьох класів гімназії випускники діставали право на вступ до університету або на державну службу. Спеціальним імперським розпорядженням було заборонено приймати до гімназій та вищих навчальних закладів вихідців із кріпосних селян. Протягом першої половини ХІХ ст. у Наддніпрянщині було відкрито 19 гімназій із 4 тис. учнів.
Особливий характер мала система освіти на Правобережжі. Остерігаючись невдоволення шляхти, імперський уряд не втручався в діяльність тамтешніх польських шкіл. Освітою українських селян поляки взагалі не цікавилися. Навчання у школах здійснювалося у пропольському патріотичному дусі. Ситуація в краї змінилася після придушення польського повстання 1831 р. Русифікація системи освіти стала складовою приведення Правобережжя у відповідність до інших губерній імперії.
На початку ХІХ ст. в Наддніпрянській Україні з'явилися перші професійні школи – ремісничі училища, фельдшерські школи, училища торговельного мореплавства, садівництва, виноробства, бджільництва тощо. Поява їх була викликана потребами економічного розвитку, але в цілому їх не вистачало.
Єдиним вищим позастановим навчальним закладом на українських землях на початку ХІХ ст. залишалася Києво-Могилянська академія. Імперський уряд у 1817 р. спеціальним рішенням ліквідував її та створив замість неї Духовну академію, де здобували виключно богословську освіту діти духівництва.
Представники української еліти впродовж тривалого часу вели боротьбу за відкриття в Наддніпрянщині університету. У 1805 р., як уже зазначалося, у Харкові було відкрито університет, що складався зі словесного (історико-філологічного), юридичного, математичного і медичного факультетів. Протягом 1805–1851 рр. у ньому здобули вищу освіту 2800 осіб.
У 1834 р. було відкрито Київський університет, який мав філософський та юридичний факультети. Контингент студентів університету поступово змінювався: спершу переважала польська шляхта, потім – українське і російське дворянство, а з 60-х рр.– українська молодь із різних соціальних верств.
Проміжну ланку між середніми та вищими навчальними закладами становили ліцеї, які у своєму дев’ятирічному курсі поєднували гімназичну та університетську програми: Волинський ліцей у Кременці (1805 р.), Рішельєвський ліцей в Одесі (1818 р.), гімназія вищих наук у Ніжині (1820 р.). Створювані з дозволу російського уряду в Наддніпрянщині середні та вищі навчальні заклади готували за його задумом кадри для поповнення імперської адміністрації різного рівня. Можливість здобути освіту залежала від заможності людини, а тому вона була доступною вихідцям із привілейованих станів. Українську мову використовувати у навчальних закладах було заборонено.