20世紀90年代初期，教育領域開始提出素質教育的大討論，經過理論探討和不斷進行實踐總結，到1995年後，素質教育的理念逐步形成共識。甘肅省教委於1998年印發的《關於積極推進中小學素質教育的實施意見》，提出推進中小學素質教育，必須堅持通過加強中小學教師隊伍建設和德育工作，加強薄弱學校建設，深化教材課程改革，構建適應素質教育需要的教育督導評估機製和質量評價體係，積極開展區域實驗，調整有關學科教學內容等措施，以穩步全麵推進素質教育。1999年，中央召開的全國教育大會將素質教育列為主題，提出各級各類教育都要把全麵推進素質教育，提高受教育者的全麵素質，作為教育工作的戰略重點。既要重視和不斷加強、改進文化知識教育，又要重視和不斷加強思想道德教育，這為全麵推進素質教育指明了方向。
全麵推進素質教育，關鍵在於轉變教育思想，更新教育觀念。長期以來，在教育模式中大行其道的“應試教育”存在嚴重弊端，它以追求升學率為出發點，忽視社會對提高民族素質和培養學生全麵發展才能的需要，注重短期行為，缺乏麵向現代化，麵向世界，麵向未來的戰略思想。因此，以“應試教育”為特征的教育思想和教育模式，製約著教育事業的健康發展。為了加深認識和糾正“應試教育”的弊端，蘭州教育係統通過多種形式的宣傳教育活動，促使人們轉變觀念，正確認識素質教育的本質特征。在辦學指導思想上，確立教育為社會主義建設事業服務的辦學方向，以全麵提高學生的素質為根本目標；在教育內容和質量要求上，強調在貫徹黨的教育方針和全麵提高教育質量上下功夫；在落實基礎教育任務上，注重麵向全體學生的同時，重視人的個性發展，使每個學生都能得到提高和發展；在教育方法上，主張以教師為主導，學生為主體，力求調動學生的學習積極性與主動性，使學生在自主、活潑的氛圍中掌握知識，提高能力。總之，隻有實現教育觀念的根本轉變，才能真正實現推進素質教育的目的。
1999年，蘭州市啟動了“素質教育工程”，主要措施為：積極爭取各級政府的重視與協調；向社會、家庭、學校進行廣泛宣傳，進一步把轉變觀念，提高認識作為前提；把加強薄弱學校改造與示範性高中建設作為麵向全體學生的突破口；更新課程教材內容，改進教學方法，實現減輕學生課業負擔；加大改革招生製度，革新督導製度；加強科研依靠教育科研提供決策依據和行動指導。為配合“素質教育工程”的開展，省教委召開全省素質教育經驗交流會，不斷擴大素質教育實驗的範圍，並根據教育部《關於推進素質教育，調整中小學教育教學內容，加強教學過程管理的意見》的精神，本著有利於實施素質教育，促進學生全麵發展，有利於教育教學秩序穩定的原則，調整了現行義務教育階段中小學主要課程的教學內容及教學要求。同時，組織力量參與建設和推行國家新課程體係，為素質教育的有效實施做好課程教材方麵的準備工作。2000年，省教育廳與蘭州市研究決定，蘭州市小學升初中，劃片就近招生，免試入學。這一改革措施的推行，有利地促進了在小學改革“應試教育”而推進素質教育進程，同時也基本解決了學生向重點學校擇校的問題，有利於加強和促進薄弱學校的建設。
2000年以來，為了深入開展教育改革，紮實推進素質教育，為全麵建設小康社會培養高素質的人才，蘭州市教育局製定了《蘭州市基礎教育課程改革實施工作方案》，確立了基礎教育課程改革實施步驟，即2001年開始啟動課程改革實驗工作。城關區、七裏河區進入國家級基礎教育課程改革實驗區，小學課程改革實驗工作正式開始。2002年，市教育局出台了《蘭州市基礎教育課程改革實施意見》，成立了蘭州市課程改革領導小組、專家小組、工作小組，標誌著全市基礎教育課程改革工作全麵啟動。2003年，全市近郊四區及榆中縣、皋蘭縣義務教育階段的1年級和7年級執行新的國家課程標準，使用新課程教材。2004年秋季起，全市義務教育階段的1年級和7年級全部執行新的國家課程標準，全部使用新課程教材。2005年，初步建立符合課程改革要求的義務教育階段質量評價體係，著手研究中考製度改革；開始普通高中課程改革準備工作。2006年開始，對首批執行國家課程標準的初中畢業生按國家課程標準，采用新的中考製度和評價體係進行考核和評價；全市普通高中1年級全麵執行新的普通高中國家課程標準，並使用新教材。同時，建立各級課程改革組織機構和培訓機構，分級進行教師培訓工作，建立新的課程改革評價製度和考試製度，製定了經費、組織、物質、師資等方麵的保障製度。