Среди математиков, преподающих в университете, особенно интересной и чрезвычайно разносторонней личностью был Н.В.Бугаев. Отличаясь большой широтой интересов, он был тесно знаком со многими деятелями литературы и искусства, печатался в «Вопросах философии и психологии».

В Московском университете преподавали и вели научную деятельность также многие другие лидеры отечественной науки: будущий «отец русской авиации» Н.Е.Жуковский, В.И.Вернадский, с именем которого в 90-х годах связан расцвет исследований в области минералогии и кристаллографии; выдающийся ботаник К.А.Тимирязев, ученый-дарвинист с мировым именем и блестящий популяризатор науки, на чьи лекции собирались студенты всех курсов и факультетов; В.В.Докучаев, основоположник почвоведения в России.

Блестящими именами была представлена медицинская наука. На медицинском факультете, самом многочисленном по количеству студентов, в 80-90-х годах трудились великий физиолог И.М.Сеченов, хирург Н.В.Склифосовский, основатели терапевтических школ Г.А.Захарьин и А.А.Остроумов, педиатрической – Н.Ф.Филатов, гигиенической – Ф.Ф.Эрисман, видный деятель земской медицины, устроитель первой городской санитарной станции в России и ряд других замечательных ученых-медиков.

Московский университете занимал первенствующее положение не только среди учебных заведений Москвы, но и во всей России. Его высокий научный авторитет и выдающееся просветительское значение признавались всеми. По числу преподавателей и студентов это был самый крупный университет страны.

Вслед за университетами в 60-х гг. реформированию подверглась и средняя школа. В уставе гимназий и прогимназий 1864 года преимущество было предоставлено классическим гимназиям: их выпускники получили преимущество поступать в университет, а окончившие реальную, где предпочтение отдавалось естественным наукам и новым европейским языкам, – только в специальные училища. Новый министр народного просвещения Д.А.Толстой принялся за реорганизацию учебной системы, обеспечив безусловное преобладание классицизму и усилив бюрократическое начало в управлении. После принятия устава 1871 г. гимназии могли быть только классическими, а реальные гимназии были преобразованы в реальные училища, целью которых было давать учащимся общее образование, «приспособленное к практическим потребностям и к приобретению технических познаний».

Многие современники были не довольны реформой Толстого с ее всемерной централизацией и формализмом, которая отрицательно сказалась на отечественном просвещении. Она делала многие начинания формальными, что притупляло интерес к классическому миру Древней Греции и Рима и сопровождалась многими неоправданными трудностями.

При новом министре И.Д.Делянове усилилась сословная направленность политики министерства народного просвещения. В циркуляре 1887 г. («о кухаркиных детях») рекомендовалось не принимать в гимназию «детей кучеров, лакеев, поваров, прачек, мелких лавочников и т.п. людей… за исключением разве одаренных необыкновенными способностями».

Вместе с проведением военных реформ были преобразованы и военно-учебные заведения. Вместо бывших николаевских кадетских корпусов создавались общеобразовательные военные гимназии, а для военной подготовки – военные училища. Они возникли уже в 1860-х гг.: военные гимназии в Головинском (в Лефортовском) дворце, Александровское военное училище, позже прибавилось прибавилось Московское военное училище. Свой реальный профиль военные гимназии сохранили и после реформы 70-х гг. После ухода в отставку Д.А.Милютина, возглавлявшего военное министерство, положение военных гимназий изменилось, их снова заменили кадетскими корпусами.

Возникла необходимость в устройстве женских гимназий и училищ. В 1858 г. было принято «Положение о женских училищах, подведомственных министерству народного просвещения». Ими управляло и ведомство императрицы Марии Федоровны. Помимо мариинских, возникали частные женские гимназии. Они так же подчинялись Министерству народного просвещения, как и основанные благотворительными организациями (Елисаветинская и Усачевско-Чернявская) женские гимназии. В 60-х гг. устройством начальных женских училищ занялась Московская городская дума. В Москве был предпринят первый опыт создания и высшего женского учебного заведения. В 1869 г. открылись устроенные по общественной инициативе на частные пожертвования Лубянские женские курсы, располагавшиеся на Лубянке в помещении мужской гимназии. Преподавание там со временем стало приобретать университетский характер. В 1872 г. были открыты Высшие женские курсы профессора В.И.Герье. Сначала они действовали как общеобразовательные, а затем стали историко-филологического профиля. Как и на Лубянских, там преподавали лучшие университетские профессора. В 1886 г. правительство распорядилось прекратить прием на те и другие. Причиной послужило участие многих курсисток в революционном движении. Курсы Герье были вновь открыты лишь в начале следующего века.

Московская городская дума ходатайствовала за увеличение субсидий на начальные школы и за открытие новых. Развитие народного образования во второй половине века стало одной из главных задач городского общественного управления.

Количество школ быстро росло, увеличивался в них процент крестьянских детей. Среди числившихся крестьянами в Москве основную массу составляли выходцы из деревни, работавшие на фабриках, заводах, в мастерских, извозчики, обслуживающий персонал трактиров, ресторанов, гостиниц. Дети бедных родителей учились бесплатно.

Московские училища, как правило, вдвое и втрое превышали петербургские и прочие по числу учеников. Поскольку мест не хватало, устраивались параллельные классы – главным образом в младшем отделении, ибо многих детей родители забирали задолго до окончания обучения (которое длилось три года), чтобы отдать на работу.

Помимо школ, содержащихся казной и Думой, в Москве имелись десятки частных, церковно-приходских, фабричных, учрежденных благотворительными обществами. Расширялась специализация учебных заведений. Открывались новые училища – с ремесленным, торговым, коммерческим уклоном. Существенный сдвиг происходил в ремесленно-техническом образовании. В профессиональных учебных заведениях обучались различным ремеслам: столярному, слесарному, кузнечному, портняжному, сапожному делу, другим ремеслам, а также грамоте. С 70-х годов стали создаваться учебные заведения железнодорожного профиля.

Профессиональными учебными заведениями в городе были и Учительский институт, Московское театральное училище, Консерватория, Земледельческая школа, школа садоводства, несколько кулинарных школ, зубоврачебные школы, всевозможные курсы – бухгалтерии и счетоводства, каллиграфии, стенографии, иностранных языков, педагогические, классы рисования и живописи и проч.

Во второй половине века заметно активизировалась деятельность многих прежних ученых обществ, стали возникать и новые. Возобновило издание своих «Чтений» Общество истории и древностей российских. Благодаря усилиям М.П.Погодина, А.С.Хомякова, К.С.Аксакова, М.А.Максимовича возобновилась в конце 50-х гг. деятельность Общества любителей российской словесности при Московском университете, ставшего фактически всероссийским центром литераторов. В него вошли виднейшие русские писатели – Толстой, Тургенев, Островский, Тютчев, Фет, Писемский, А.К.Толстой. Участвовали в деятельности обществе и ученые – словесники, историки, правоведы, естествоиспытатели. Общество принялось за издание «Словаря великорусского языка» В.И.Даля, народных песен, собранных П.В.Киреевским, других произведений народного творчества. На публичных заседаниях читались новые художественные произведения, переводы сочинений европейских писателей, доклады , посвященные памятникам фольклора, материалам по истории литературы и общественной мысли, проблемам просвещения , историческим деятелям. Видная роль в Обществе принадлежала славянофилам, которые стремились превратить его в «Важный орган общественного сознания».