1912年，中華民國成立，翻開了中國曆史的新篇章。由於西方新思想的輸入，尤其是後來五四新思潮的廣泛傳播，中國教育近代化進程也逐步加快。民國前期，南京臨時政府、北洋政府教育部先後頒布教育宗旨，規定學校係統，通令全國遵照執行，對推動地方教育事業的發展起到重要促進作用。
中華民國成立後，臨時政府設立教育部，管理教育、學藝及曆象等事務，民國二年（1913年），甘肅行政公署改提學使署為教育司，民國六年（1917年）成立教育廳，隨後逐步建立了各級教育行政機構，為蘭州國民教育和義務教育的開展提供了行政條件。在機構改革的同時，學製改革同時展開。民國元年（1912年）9月，教育部公布學校係統，謂之壬子學製。其後，又陸續頒布各種學校令，與前項係統各有出入，綜合起來又成一個係統，謂之壬子癸醜學製。
新頒布的學製規定整個教育年限為18年，分為三段四級。
從縱的方麵看，第一段為初等教育段，分初等、高等小學二級，合計7年；第二段為中等教育段，隻有一級，4年或5年；第三段為高等教育段，亦隻一級，分為預科、本科，合計6年或7年。此外，還設有大學院和蒙養院，都不計年限。
從橫的方麵看，也分為三係：一是直係各學校，由小學而中學，由中學而大學或專門學校；二是師範學校，分師範學校及高等師範學校二級，所占地位為中、高二段；三是實業學校，分甲、乙二種，所占地位為初、中二段。此外，還有補習科、專修科及小學教員養成所，皆是三係中的各種特別或附設的教科。從以上可以看出，壬子癸醜的體係基本上是完備的，通過不同教育階段的劃分，修業年限和級別的確定，使教育體係和學校係統日趨合理、規範化。
隨著民國前期教育改革的展開，全國各地各類學校逐步建立和發展起來。甘肅省署依照新製，將全省劃分為蘭州、平涼、天水、武威四個學區。蘭州學區依據新製改建、新建了中小學、師範學校、職業學校等各級各類學校。
民國十一年（1922年），北洋政府頒行了《學校係統改革案》，（通稱“壬戌學製”），又稱“新學製”。規定小學修業年限為6年，分初級和高級兩級，初級為4年，高級2年，初、高級合辦的稱為完全小學；中學修業年限為6年，分初級和高級兩級，均為3年，初、高級合辦的稱為完全中學。另外，與中學平行的師範學校由5年改為6年，大學采用選科製，學習年限為4～6年。職業學校代替實業學校。
新學製頒發後，甘肅跟隨全國形勢對教育製度作了相應的調整，從而使蘭州各類學校的學製也逐步改變。1924年，甘肅省政府頒發《甘肅省實施新學製標準》，規定全省普通教育一律實行“壬戌學製”，並成立新學製實施研究會，推動新學製在甘肅的實施。
根據新學製規定，蘭州的高等小學校一律改為高級小學校，國民學校改為初級小學校，並將小學修業年限縮短為六年，實行“四·二”分段製，又根據1926年頒布的《甘肅省實施義務教育規程》，將初級小學四年定為義務教育階段。對高中實行高級、初級分段，各肄業三年，在省立蘭州中學增設普通科高中部，成為全省第一所完全中學。師範教育、職業教育、高等教育等都進行了相應改革。
小學教育方麵。按照教育部頒發的《小學校教則及課程表》，首先廢除了讀經科，增加了國文、算術課的時數。另外，在小學課程中還增設了手工、體操課，但這些科目或因學校重視不夠，或因教師短缺，大都名存虛設。值得注意的是，民國初年，美育活動在小學得到一定開展，一些小學開設了圖畫、唱歌課，以“涵養美感，陶冶德行”為要旨，體現了國民政府製定的教育要旨和蔡元培等人的美育教育思想。小學教育改革的另一項內容是在小學附設幼稚園，以發展幼兒教育。1922年，省立女子師範學校附屬小學附設幼稚班，標誌著蘭州幼兒教育的起步。後來，省立中山小學也附設幼稚園，在園幼兒15人。隨後教育廳頒布的《甘肅各縣教育行政大綱》催令各縣應於縣城內籌辦幼稚園。總體來看，這一時期的幼兒教育尚處在教育行政部門的提倡階段，不僅數量很少，而且幼稚園教師一般由小學女教師充任。直到1931年，省立第一女子師範學校始設幼稚師範班，才有專門幼兒教師。幼稚園收受六歲以下兒童入園，一般由各園教師自編教材或以講故事的形式進行教學。
中學教育方麵。蘭州的中學因經費來源不同分為省立、縣立、私立三種，分別由省府、縣財政、校董事會撥支和籌集經費。根據《中學校令》和《中學校課程標準》，對學校原有製度進行改革。這一時期，蘭州各中學推行普通教育，文、實不分科，廢止了舊式獎勵製度，同時取消了讀經講經科，提倡學習自然科學技術，將圖畫、手工、樂歌、體操等課列為必修課。女子中學還增設了家事、園藝、縫紉等實用科目，反映了民族資產階級對現代教育實用主義的要求。中學的管理體製、教師聘任等方麵也作了相應調整和變動。中學校長由省政府任命，學校實行校務會議領導下的校長負責製。校長之下設教務主任、訓育主任、事務主任、體育主任和校長辦公室秘書，分管學校的教育教學、後勤保障、體育衛生等工作。在教師聘任審核方麵，以往中學教師由校長聘任，1936年，省教育廳通令各中等學校實行教員專任製，使教師能專心任教。依據省政府頒布《中學及師範學校教員檢定暫行規程》，規定中學及師範學校教員由省市教育行政機關組織的教員檢定委員會檢定。規定檢定形式分無試驗檢定和試驗檢定兩種。前者每學期開學舉行一次，後者至少每三年舉行一次，並根據學校類型確定共同應試科目和專業應試科目。任用教職員，須經檢定委員會資格檢定，合格者予以委任。