Початок XX ст. характеризувався загостренням соціальних і національних суперечностей у громадсько-політичному житті України, значним розвитком промисловості й сільськогосподарського виробництва, наростанням українського політичного руху, революційними подіями 1905—1907 рр. У культурі, попри антиукраїнську спрямованість політики, царський уряд змушений був піти на розширення шкільної мережі на Наддніпрянщині. Рівень освіченості городян був значно вищим, ніж у сільській місцевості. У містах будувалися і діяли різні училища, гімназії, вищі навчальні заклади. В цілому, в Україні з 1901 по 1910 р. було відкрито понад 5 тис. початкових шкіл, кількість яких у 1911 р. зросла до 18 тис. Спостерігалася тенденція перетворення недільних шкіл на початкові (на кінець 1910 р. в Україні недільних шкіл залишилось тільки 20). Було впроваджено новий тип народних шкіл, вищих початкових училищ з чотирирічним терміном навчання. На 1 січня 1916 р. в Україні діяло понад 300 таких закладів. У зв’язку з подальшим зростанням потреби в письменних людях і фахівцях мережа середніх навчальних закладів розширювалася. Окрім того, при промислових підприємствах відкривалися школи для дітей робітників та службовців. Безперечно, збільшення кількості початкових закладів освіти сприяло загальному зростанню освіченості й поліпшенню життєвого рівня населення. Але, згідно зі статистичними даними, близько 70% населення не вміло читати й писати.
У системі середньої освіти центральне місце займали чоловічі та жіночі гімназії, серед загальноосвітніх закладів вони були найпрестижнішими. Так, київські гімназисти кілька разів виїжджали в Єгипет, Палестину, Італію, Грецію. Популярними були також комерційні училища, вартість навчання в яких становила від 60 до 100 руб. на рік. Ще одним типом закладів освіти були реальні училища. Курс навчання в них становив 7 років. Центром вищої духовної освіти Наддніпрянської України на початку XX ст. була Київська духовна академія. Особливістю навчання в цьому закладі було те, що у випадку, коли казеннокоштні студенти відмовлялися служити в духовному відомстві, академія видавала їм відповідні документи за умови сплати всіх витрат на навчання шляхом відрахувань 10% з платні за майбутнім місцем служби на користь духовного відомства. Цікаво, що здобути вищу освіту можна було й самостійно, склавши іспити екстерном. Так, у 1911 р. департамент загальних справ МВС регламентував порядок допуску до таких іспитів.
На всій території України не було жодного вузу з українською мовою викладання, а в царській Росії — навіть жодної української школи на державному утриманні. Революція 1905—1907 рр. змусила уряд відчинити університетські двері для вихідців з нижчих станів. Так, у Харківському університеті в 1908 р. навчалося майже 4300 студентів, з яких дітей міщан, майстрових, селян — більше як 1400. У 1910 р. студенти нижчих станів у Київському університеті становили 36%, в Новоросійському — 41,7%. Це були, зазвичай, діти міських та сільських підприємців. Робітникам і селянам доступ в університети залишався практично закритим. До позитивних змін у системі освіти можна віднести розширення мережі спеціальних навчальних закладів (ремісничих, гірничих, комерційних та інших), а також інститутів (серед них — 8 учительських).
Однак у період реакції (1907—1910) всі попередні досягнення було втрачено, а напередодні Першої світової війни уряд заборонив навіть будь-які видання українською мовою. На 1917 р. діяло 80 середніх навчальних закладів, 60 нижчих навчальних установ (професійно-технічних училищ і шкіл), а також 27 вищих (35 тис. студентів).
Українська література чутливо реагувала на події у світі: поезія Олександра Олеся (Кандиби), який протягом 1907—1917 рр. видав чотири збірки віршів, антивоєнний цикл віршів Миколи Чернявського, сатирична поезія Лесі Українки («Пісні про волю», «Казка про Оха-чародія»). Видатним українським прозаїком був М. Коцюбинський («Тіні забутих предків», «Сміх»). У цей час в українській літературі заявили про себе модерністи: А. Тесленко, Б. Лепкий, С. Васильченко. Українські письменники-демократи, самі брали активну участь у визвольному русі й підпорядковували його ідеалам свою літературну творчість. Це повість М. Коцюбинського (1864—1913 рр.) «Фата Моргана», оповідання й повісті В. Винниченка («Біля машини», «Федько-халамидник», «Голота», «Солдатики» та ін.).
Справжньою подією в культурному і науковому житті України став вихід чотиритомного словника української мови Б. Грінченка (1907—1909). У 1905—1908 рр. вийшов друком тритомник А. Кримського «Українська грамматика». В. Гнатюк підготував і видрукував 60 томів «Етнографічного збірника» і «Матеріали для української етнології».
Плідно працювали в цей час українські історики. 1908 р. в Петербурзі вийшла перша історична праця українською мовою — «Історія України-Руси» М. Аркаса. У 1904 р. М. Грушевський там само видав російською «Нарис історії українського народу», а в 1911 р. — україномовну «Ілюстровану історію України». 1906 р. російською мовою надруковано «Историю украинского народа» О. Єфименко (перша жінка доктор історичних наук в Російській імперії). Минулому Слобідської України присвячено ґрунтовні праці Д. Багалія «История города Харькова» та «Історія Слобідської України». У Львівському університеті С. Рудницький запровадив новий науковий напрям — географічне українознавство.
У вузах Праги проводили свої досліди фізик І. Пулюй та хімік І. Горбачевський. Останній, професор Празького університету, видав 4-томний курс лікарської хімії чеською мовою, курс хімії українською мовою. Прорив учених України в біології дав змогу створити в Києві у 1898 р. Бактеріологічний інститут, де продуктивно працювали фізіолог В. Бец, гістологи О. Івакін, Ф. Ломинський та інші вчені. Вагомий внесок у світову науку зробили українські вчені-природознавці, наприклад Д. Заболотний розробив методи боротьби з чумою. Новий напрям в економічній науці розробляв М. Туган-Барановський, автор праць «Соціальні основи кооперації», «Основи політичної економії».
Технічному прогресові в металургії присвятив усе свідоме життя М. Курако. Працюючи тривалий час у Донбасі, в умовах постійних поліційних переслідувань за демократичні погляди і зв’язки з революційним підпіллям, він усе-таки зумів побудувати там за власними новаторськими проектами доменні печі, що не поступалися західноєвропейським. З проблемами промислового розвитку Донбасу пов’язав своє життя і гірничий інженер Л. Латунін. Складену ним найдокладнішу карту геологічної будови Донбасу, було відзначено 1911 р. золотою медаллю на Всесвітній виставці. Карта втратила науково-прикладного значення й нині.
На початку XX ст. Д. Григорович сконструював перший у світі гідролітак, І. Сікорський — багатомоторний літак. 1908 р. в Одесі відкрито перший аероклуб. П. Нестеров розробив теорію та прийоми вищого пілотажу, першим у світі виконав «мертву петлю», що згодом отримала назву «петля Нестерова».
Помітним явищем у науковому й культурному житті України стало створення в 1892 р. Наукового товариства ім. Т. Шевченка (НТШ), що стало прототипом Української академії наук. У його історико-філософській секції працювали М. Грушевський (голова НТШ від 1897 по 1913), І. Крип’якевич, С. Томашівський, М. Кордуба; у філологічній — І. Франко, М. Сумцов, О. та Ф. Колесси, С. Єфремов, А. Кримський; у математично-природничій — В. Левицький, І. Пулюй, С. Рудницький, І. Раковський та багато інших українських учених. Протягом 1892—1914 рр. побачило світ 319 томів праць НТШ, які стали значним внеском у світову науку. Національна орієнтація найкращих учених, спрямована на «українську ідею», сприяла формуванню національної свідомості, утвердженню українського народу як рівноправного члена співтовариства східнослов’янських народів.
Одним із головних засобів утвердження національної самосвідомості була українська преса, яка на початку XX ст. внаслідок російської революції 1905—1907 рр. з’явилася на Наддніпрянщині. Найавторитетнішими в Україні були заснована в 1906 р. київська газета «Рада» та створена ще у 1880 р. західноукраїнськими народовцями львівська газета «Діло». Ці газети стали центрами координації українського національного руху, відповідно, у Східній та Західній Україні. Для сільськогосподарської України друкувалися економічні видання — «Село» та «Наша кооперація». В Галичині українські книжки видавала і популяризувала львівська «Просвіта». Перше в Російській імперії українське видавництво «Благодійне товариство для видання загальнокорисних і дешевих книжок» було створено в 1898 р. у Петербурзі.
В архітектурі набув поширення стиль модерн. Українські архітектори, використовуючи мотиви народної архітектури, створили прекрасні зразки українського модерну — будинок Полтавського земства (архітектори В. Кричевський і К. Жуков, розписи С. Васильківського, М. Самокиша, М. Беркоса, М. Уварова), будинок страхового товариства «Дністер» у Львові (І. Левицький), перший в Україні критий ринок — Бессарабський (Г. Гай), меморіальна Георгіївська церква під Берестечком на Волині (В. Максимов), Народний дім у Дрогобичі (О. Лушпинський).
У царині образотворчого мистецтва працювали талановиті художники: І. Труш (серія портретів діячів української культури — І. Франка, Лесі Українки, В. Стефаника, М. Лисенка), М. Пимоненко, К. Трутовський, К. Костанді, К. Устиянович, С. Васильківський. Видатним російським художником став виходець з України І. Рєпін, автор славнозвісної картини «Запорожці пишуть листа турецькому султанові». Твори цього періоду проникнуті демократизмом, любов’ю до простого народу, його історії.
Художні полотна М. Пимоненка, в яких поетично оспівано Україну та її народ, не раз експонувалися не тільки на всеросійських виставках, а й за кордоном: у Парижі, Берліні, Мюнхені. Такі картини Пимоненка, як «Жертва фанатизму», «Конокрад», «Проводи рекрутів», «Проводи запасних», «На Далекий Схід» та інші, були спрямовані на викриття темних сторін у житті тодішнього українського села, духовного мракобісся, ворожого народові самодержавного ладу.
Деякі художники (Ф. Красицький, О. Сластіон та ін.) активно працювали в першому українському масовому сатиричному журналі «Шершень», що видавався в Києві під час революції 1905—1907 рр. Тоді ж група одеських художників на чолі з К. Костанді видавала ще один сатиричний ілюстрований журнал під назвою «Звон».
Колектив художників у складі С. Васильківського, М. Самокиша, М. Беркоса, М. Уварова прикрасив 1907 р. побудований за проектом архітекторів В. Кричевського та К. Жукова будинок Полтавського земства.
Відбувалися зрушення і в театральній справі. Демократична революція 1905—1907 рр. позбавила український театр репертуарних обмежень дала могутній імпульс піднесенню його громадської ролі. Театр здобув можливість поряд з популярним українським репертуаром давати вистави українською мовою за п’єсами світової і російської драматургії (Шекспіра, Шиллера, Гольдоні, Ібсена, Островського, Толстого, Чехова).
У 1907 р. в Києві засновано перший стаціонарний український театр на чолі з М. Садовським. Поставлено опери «Енеїда», «Запорожець за Дунаєм», «Наталка-Полтавка», «Роксолана». Тут працювали видатні актори: М. Заньковецька, Г. Борисоглібська, співачка С. Крушельницька. Загальне визнання здобули заснований відомим українським письменником Г. Хоткевичем Гуцульський театр (1910—1912) та Буковинський народний театр (1904—1910). У заснованій М. Лисенком Київській музично-драматичній школі працювали О. Мишуга, О. Муравйов, М. Старицька. Учень М. Лисенка К. Стеценко — автор українського православного релігійного гімну «Боже великий єдиний, нам Україну храни» та низки вокальних творів. Вагомий внесок у розвиток музичного мистецтва зробили М. Леонтович, Я. Степовий, О. Кошиць.
У музичній спадщині найвидатнішого українського композитора М. Лисенка — пісні на вірші Т. Шевченка, І. Франка, Лесі Українки, німецького поета Г. Гейне та інших видатних поетів, а також сотні обробок українських народних пісень. Проте чимало визначних творів М. Лисенка за його життя так і не побачило світу ні в друкові, ані в концертному або сценічному виконанні. Зокрема, царські власті не дали дозволу на постановку історико-героїчної опери «Тарас Бульба», яка є шедевром української оперної класики. Царизм усілякими засобами затискував розгортання творчості М. Лисенка, ставлячись до нього з постійною підозрою за його найактивнішу участь в українському національному русі, у пропаганді прогресивної демократичної культури.
У 1904 р. М. Лисенко заснував у Києві музично-драматичну школу, яка готувала диригентів, хормейстерів і виконавців на народних українських інструментах, а також співаків і режисерів.
Вихованець цієї школи К. Стеценко безпосередньо продовжував традиції М. Лисенка в українській музичній культурі. Все своє життя він віддав збиранню, вивченню та пропаганді української народної пісні. На тексти віршів Шевченка, Франка, Грабовського, Лесі Українки Стеценко склав низку музично-вокальних творів, які розучував у керованих ним самодіяльних народних хорах. Таку ж музично-просвітницьку діяльність вели й М. Леонтович та О. Кошиць, які водночас брали активну участь в українському національному русі. Для професійного сольного і хорового виконання вони обробили сотні українських народних пісень.
До найвищого рівня світового вокального мистецтва піднялася вихованка Львівської консерваторії С. Крушельницька. її голос зачаровував слухачів країн Європи, Америки, Африки. Всесвітньо відома співачка давала концерти в Петербурзі, Одесі.
Отже, економічне становище українських земель у складі Російської імперії на початку ХХ ст. відзначалося колонізацією, монополізацією, значними капіталовкладеннями країн Заходу, передовсім Бельгії, Англії та Франції, зрощенням банківського капіталу з промисловим, розвитком кредитно-позичкової сфери. Економічні процеси сприяли змінам у сфері соціальних відносин. Зростання безробіття серед робітників спричинило появу профспілкових організацій, землевласники переходять на ефективніші капіталістичні методи господарювання, зростає кількість безземельних і малоземельних селян, водночас розширюється прошарок заможного селянства. Початок ХХ ст. в політичній царині позначився селянськими та робітничими рухами, серед гасел яких було повалення самодержавства. Утворюються земсько-ліберальний та студентський рухи проти царату. Соціальне напруження прискорило появу українських національних політичних партій і громадських організацій, які висували вимоги надання політичних свобод, скликання Установчих зборів для розробки конституції.
Революція 1905—1907 рр. стала початком нової хвилі політичних і соціальних змін, спричинених неспроможністю уряду вирішити нагальні економічні, соціальні, військово-політичні питання. Демократичні сили домоглися права на вибори представницького законодавчого органу — Думи, в якому українські діячі здобули перший досвід парламентських дебатів. Думські перетворення не встигли вирішити головних проблем, стали тимчасовою поступкою російського царату перед реакцією. Після російської революції 1905—1907 рр. український національний рух зазнав відчутних ударів і змушений був знову перейти до нелегальних форм діяльності.
Для зміцнення своїх позицій, розхитаних революційними подіями, царський уряд вирішив провести аграрну реформу, що відбулася в 1906—1911 рр. за ініціативою міністра внутрішніх справ П. Столипіна. Головною її метою було створення на селі значного прошарку заможних селян, які б підтримували самодержавство. Проведення аграрної реформи для України позначилося ліквідацією селянських общин, переселенськими рухами з різних українських губерній, зростанням знеземелення селян і прошарку бідняків.
Після тривалої економічної депресії у 1909—1914 рр. стала помітною тенденція до нового економічного піднесення, що стало результатом розширення внутрішнього ринку внаслідок столипінської аграрної реформи, підвищення врожайності та зростання експорту зерна, нових капіталовкладень в економіку, циклічні промисловості Російської імперії. Безправність робітників та селян і надалі виливалася в повстання.
У культурі, попри антиукраїнську спрямованість політики царського уряду, розвивалася українська початкова освіта, а після революції до вищих навчальних закладів здобули право вступати нижчі верстви суспільства. Однак у період реакції (1907—1910) попередні досягнення було втрачено, а напередодні Першої світової війни уряд заборонив навіть будь-які видання українською мовою. Проте початок ХХ ст. для культурного розвитку українців позначився видатними досягненнями в різних галузях, які розвинулися в другій половині ХХ ст.