Александр II осознавал важность улучшения образования в империи. Уже в первые дни своего царствования, незадолго до заключения парижского мира, император требует от министра народного просвещения Авраама Норова доклад с мерами по улучшению учебного дела в России.

Министр коренным основанием отечественного воспитания и образования признавал святые истины православной веры. Он выдвинул следующие соображения, с которыми согласился император, одобрил их и дал указание немедленно приступить к их осуществлению:

1. Необходимо для преподавания закона Божия в учебных заведениях находить таких учителей, которые не останавливаются на формальной стороне дела и затрагивают сердца юношей.

2. Усиленный крен в сторону реальных наук в воспитании вредная крайность. Необходимо возвратить преподаванию классических языков в гимназиях значительную часть его прежней силы, оставив за реальными науками ровно тот уровень преподавания, который нужен для жизни.

3. Непосредственно для реального образования целесообразно учредить особые специальные училища.

4. Нужно учредить открытые школы для девиц в губернских и уездных городах, в больших селениях.

5. Полезно открыть в Сибири университет.

6. Имеет смысл командировать за границу молодых ученых для усовершенствования их в избранном предмете и более глубокой подготовки к получению профессорского звания.

В итоге в 1864 году в несколько этапов была проведена реформа образования. Были приняты «Университетский устав», «Положение о народных училищах», «Устав гимназий и прогимназий». Выход «Положения» означал, что теперь не только государство и церковь, но и частные лица могут открывать начальные школы.

«Устав гимназий» делил все гимназии на классические (преподавались гуманитарные науки) и реальные (преподавались естественные науки). Поступить в университет имели право только выпускники классических гимназий, а выпускники реальных поступали в технические вузы, грубо говоря, становились промышленниками или торговцами. А вот в гимназию поступить мог человек из любого сословия, но стоимость обучения была крайне высока, и по факту учеба в гимназии оставалась дворянской прерогативой.

«Университетский устав» частично возвращал автономию университетам. Выбирались декан, ректор, совет профессоров. Они отвечали за прием на должность и увольнение преподавателей, финансы, учебный план и другие важные вопросы. Такая самостоятельность, дарованная университетам, оказалась палкой о двух концах.

Что касается женских гимназий, 28 марта 1858 года император Александр II издал указ об учреждении в Санкт-Петербурге первого женского училища без пансиона, которое находилось под покровительством императрицы Марии Александровны. В 1862 году Мариинское училище переименовали в гимназию. По ее образцу были открыты женские гимназии в других городах страны. И хотя выпускницы не могли поступить в обычный университет, поскольку программа значительно уступала мужским гимназиям классическим и реальным, в Москве, Петербурге, Киеве и Казани для представительниц слабого пола были открыты Высшие женские курсы.

В 1871 году уже графом Толстым (в связи с распространением нигилизма и повальным увлечением им молодежью) была проведена реформа среднего образования.

В результате реформы, наряду с включением больших объемов математики в школьную программу, значительно усиливалось преподавание латинского и греческого языков в гимназиях. Естествознание исключалось, сокращался курс русского языка и литературы.

Притом реальные гимназии преобразовали в реальные училища, что означало «понижение в ранге». В училищах вводился крайне обширный курс математики и черчения, а естествознание, хотя и не исключалось полностью, значительно сокращалось. Предполагалось, что такая программа будет препятствовать развитию вольномыслия.

Однако, несмотря на все усилия Толстого, вольномыслие не сдавало позиций. Уже весной 1879 года на жизнь императора было совершено третье покушение, а летом создана печально известная «Народная воля».