除了官學教育之外，漢代的私學教育也頗為繁盛，特別是東漢時期的私學相當發達。據《後漢書·儒林列傳》載：“自光武中年以後，幹戈稍戢，專事經學。自是其風世篤焉。其服儒衣，稱先王，遊庠序，聚橫塾者，蓋布之邦城矣。若乃經生所處，不遠萬裏之路，精廬暫建，贏糧動有千百。其耆名高義，開門授徒者，編牒不下萬人。”上述記載基本概括了東漢的私學動態。班固在《東都賦》中描述這時“四海之內，學校如林，庠序盈門，獻酬交錯”，當包括地方私學在內。據載，東漢順帝時，趙寬在金城郡浩亹縣設立私學，招收學徒，這是文獻中最早關於蘭州地區教育情況的直接記載。
魏晉南北朝時期，蘭州地區的曆史受到當時大動蕩和民族大融合背景的影響與製約。由於所處的重要戰略地位，蘭州地區成了各政權爭奪的重點對象，戰亂頻繁，略無寧日，從而使包括教育在內的蘭州曆史發展處於低穀時期。另一方麵，在不同時期進入蘭州地區的氐、羌、鮮卑等各族與漢族人民一起利用戰爭縫隙，共同開發蘭州，促進了多元文化的發展。魏晉南北朝時期，曾控製過蘭州地區的曹魏、後涼、南涼、北涼、西秦等政權，皆崇尚文教，倡導儒學，官學私學均得到一定程度的發展，文化教育曾有所興盛。同時，中原文化與西域文化均通過對蘭州地區的雙向影響，使得佛教文化、傳統文化都在這裏有了一定發展。但總體來看，由於爭戰不斷，政權更迭頻繁，正常的學校教育受到嚴重衝擊，地方學校的開設及其興衰情況往往差別較大，在甘肅境內的各郡中，河西、隴右諸郡的地方教育發展成就顯著，金城郡因其成為各政權爭奪的焦點，行政設置及郡址也多次變更，地方學校教育往往處於時興時廢的狀態。
隋唐時期，隨著中國封建社會的高度發達和繁榮，文化教育呈現全麵的繁榮。蘭州地區除作為絲綢之路的孔道外，而且又成為唐蕃古道的必經之地。隋文帝開皇元年（581年），“取皋蘭山以為名”而置蘭州，蘭州之名即始於此時。在隋唐兩代，雖然蘭州的行政區劃和行政級別、名稱屢有變化，但隨著蘭州戰略地位的與日提高，中原王朝對蘭州的發展較以往更為重視，佛教文化、傳統經學以及各民族文化的相互滲透、相互影響，在蘭州形成了具有濃厚地方特色的教育文化。
隋朝建立後，以儒學作為治國之本，下令在各州縣普遍設立學校，禮祀孔子。《隋書·禮儀誌》記當時州縣學“以春秋仲月釋奠。州郡縣亦每年於學一行鄉飲酒禮，學生皆乙日試書，丙日給假焉。”隋末，因煬帝統治殘暴，連年征戰，社會秩序不穩，綱紀淪喪，地方官學的發展受到極大限製。
唐朝建立伊始即詔令全國各地重開國子學和州縣學，進一步推行崇儒興學的文教政策。同時，統一經學，編定《五經正義》頒行天下，作為地方官學的通用教材。學校教育和科舉考試都以此為綱，從此，誦讀儒家經典成為天下知識分子的基本功課。在地方教育方麵，唐代規定州縣學府均由官辦，鄉裏學校則歸私辦。地方官學按州縣規模分為上中下三等，至開元時期，府州縣學已具有一定規模，全國有府州328個，縣1573個，規定府州學可招收學生40-80人，縣學可招收20-40人。學生經選拔入學後，可免除課役，並享受物質供應。普通經學生在讀習儒家經典之外，還需學習書法和實務對策，兼習禮儀。經過每年歲考合格後，可逐級升遷就學。私學側重於識字等啟蒙階段的教育，學生大多數為一般庶民子弟。由於層次不一，程度懸殊，地方學校中既有名士大儒，也有村野俗儒講字習文。唐代，由於隴右、河西為北禦突厥、回鶻，南抵吐蕃，西通西域的戰略要地，所以李氏王朝很重視對這些地區的經營和管理，中央政府製定的各項基本政策基本上都能得到貫徹執行。唐朝所設隴右道，轄今甘肅境內的六個都督、都護府，擁有包括蘭州在內的今甘肅境內的大多數地區。據《甘州誌》載：“甘郡自漢晉以來……教文早已蔚然成風。唐貞觀中，敕天下郡國皆建學校而於甘無考。”究其原因，似為唐朝學校製度完備，各府州縣能夠執行中央敕令所致。從敦煌文獻中關於敦煌郡等地開設的郡學、州學、縣學等地方官學的大量記載中，可以推知唐朝的地方學製在當時甘肅境內的府州縣至少得到不同程度的實施。
隋唐時期，鑒於魏晉以來的九品中正製已無法適應新的封建統治的需要，開始用新的方法選拔人才。隋煬帝於大業三年（607年）實行科舉製，開科考試取士，唐初因襲隋代科舉製並逐漸完善，直到武則天時基本定型。科舉製的創立對古代中國教育的發展產生了重大影響。由於政府的重視，科舉與學校並舉，二者都獲得發展。應科舉者，主要一項就是通經善寫，培養這一能力的任務就落到了學校。科舉的職能就是用考試的辦法選拔其中的優秀者充任各級官吏，而學校的職能就是培養人才，以備國家之用，但學校畢業的學生不能直接授以官職。學校的畢業生要從政為官，隻有走科舉的道路，通過上學讀書、科舉考試進入仕途，成為學生們夢寐以求的理想。於是，學校與科舉之間有了緊密的聯係，學校的製度、教學內容、考試方式等都為適應科舉考試而定。
科舉製的確立對甘肅境內各州縣的地方教育具有直接促進作用。自隋唐以來，甘肅地區州縣普遍設立州學、縣學，建製孔廟、崇儒重教，這一情形是隋唐時期實行科舉製及發展教育的直接結果。科舉製的確立，使學校與入仕之間產生了必然的聯係，為了適應科舉取士的要求，學校的規模大小、數量多少，教師品質高低，以及教學內容、考試方式、管理製度等都有統一嚴格的規定，使甘肅地方學校教育體係得到完善且與全國教育融為一體。科舉製的推行，使求學入仕觀念深入人心，重視教育風氣日盛。科舉製在一定程度上的平等競爭原則在社會各階層產生了廣泛影響，不但廣大庶族地主、自耕農子弟企圖通過求學應科改變經濟條件、社會處境從而進入統治階層，就是不少官宦子弟也將科舉出身、學問才識視為標榜自己身價和地位的重要依據。讀書唯上的觀念已成為一種共識融入人們心中，為全社會所接受。隨著科舉製在甘肅地區的實行，不少人因此走上仕途，還有一些取得功名者成為地方州縣學校的教師。更有光輝者，以科舉出身而躋身高位、知名天下者也不在少數。
兩宋時期，蘭州曾作為西夏、宋、金等政權的交彙區，受到各政權政治、經濟、文化教育的交互影響。由於西夏、金政權都受中原漢文化的影響，為了適應對廣大漢族居住地區統治的需求，在教育方麵基本沿用唐宋製度設置各部機構，學校、科舉之事歸禮部掌管，以儒家思想作為封建統治的精神支柱。宋代的教育製度和措施可分為科舉、官學、私學、書院等方麵。宋代注重抑武重文，文官的選拔，主要通過科舉來實行，因而科舉取士的規模較大。官學在教育對象上，範圍逐漸擴大，身份品級的限製比唐代放寬了。在中央設國子監作為教育行政機構，總攬全國學校，地方官學有路、州、軍、監、縣各級。州縣學的發展主要有兩條途徑：一是對前朝原有州縣學的承襲；二是興學運動。北宋時期先後經曆了三次興學運動。第一次為慶曆年間範仲淹執政時，詔令各路、州、軍、監都設立學校。規定凡學生達到二百人以上者，允許設置縣學，自此開始，全國各州郡無不有學校，從而使地方官學教育進入新的曆史階段。第二次為王安石執政時，詔置京東、京西、河東、河北、陝西五路學，以陸佃等為諸州學官。第三次為蔡京執政時，奏請天下州縣並置學，州置教授二人，縣置小學。三次興學運動使“學校殆遍天下”。
在宋代，有關蘭州地方官學的狀況有了明確記載。據宋哲宗時史天常撰碑所記，當時蘭州城東南隅有文廟，內設蘭州儒學。宋代為了保障學校經費，規定了“學田”製度。史載熙寧四年，詔諸路置學官，州給田十頃為學食，原有學田不及者益之，多者聽如故。學田的賜給，目的在於保證學校能正常發展，而不受其他變故影響，這在中國教育史上是一個創舉。