及至唐太宗贞观年间，朝廷对教育体系的建设更为精细完备，在武德旧制基础上全面扩容、革新建制、完善规制，最终形成中央、州、县三级层层衔接、规模宏大、体系成熟的官学格局。

中央最高教育行政机构为国子监，也称国学。武德年间，朝廷已大规模扩建国学学舍，增筑校舍四百余间，办学规模远超隋代。李世民登基后，极度重视国子监办学成效，多次亲临学府视察讲学、督导学业。每逢国子祭酒、司业、博士登坛讲经，太宗皆会亲临观礼，对讲学有功、学识渊博的学官赏赐束帛、予以嘉奖。帝王崇学的表率，吸引天下儒生云集长安，四方学子负笈而来者数以千计，京师文教盛况空前。

贞观六年（632年），唐代中央官学体系迎来关键完善，国子监在原有国子学、太学、四门学、书学、算学的基础上，新增律学，正式确立六学并立的中央官学格局，涵盖儒学、书法、算术、律法多领域，实现通识教育与专业教育并行。

六学有着严格的等级招录规制，依据学子家世品级划分入学门槛、核定招生员额：国子学定员三百人，专供三品以上勋贵、高官子弟就读；太学定员五百人，面向五品以上官员子弟；四门学规模最大，定员一千三百人，接纳七品以上官吏子弟；书学、算学、律学各定员三十、三十、五十人，专门招录八品以下低级官吏及普通地主子弟。等级分明的入学制度，既保障了世家勋贵的教育特权，也为中下层士人开辟了求学进阶之路。

随着制度完善、文风鼎盛，国子监学子规模极速扩增，国内四方求学儒者多达数千人。同时大唐盛世声名远播，周边诸国纷纷派遣留学生远赴长安求学，新罗、百济、高句丽、吐蕃、高昌、日本等域外学子云集国学。史载当时“国学之内，鼓箧升讲筵者，几至万人”，读书讲学、研经论道蔚然成风，儒学兴盛之盛况，远超前朝历代。

在机构建制与师资体系上，国子监拥有成熟完善的管理与教学架构。朝廷设国子监祭酒一人为全国最高教育长官，总领天下文教政令、统筹国子监全盘事务；设司业二人为副长官，辅佐祭酒管理学府、训导生徒、主持讲学，二者为国子学最高正副学官。六学之内，按需配置多名博士、助教，专职登坛授课、答疑解惑、考核学业、训导学子，保障日常教学有序开展。

贞观年间国子监名师云集，经学大家辈出。其中，孔颖达为贞观文教核心人物，贞观六年（632年）擢升国子司业，贞观十二年（638年）升任国子祭酒，执掌国子监十余年，深耕经学教育与典籍整理。此外，国子博士马嘉运、太学博士王恭、国子助教司马才章等皆是当世知名经学家，一众名师齐聚国学，在孔颖达的统筹主持下，集体编撰修订《五经正义》，统一官方经学释义，终结了魏晋以来经学歧义丛生、学派纷乱的局面，为唐代儒学标准化、体系化发展奠定了万世根基。

在地方官学层面，贞观朝细化了州县学校的等级规制与招生标准，依据地方行政等级核定固定生员员额，制度规范、权责清晰。其中郡学分为三等：上郡定额学生六十名，中郡、下郡各定额五十名；县学同样分级建制：上县四十名、中县三十名、下县二十名。

地方官学构建了完善的人才晋升通道，州县学子在校勤学课业、考核优异者，可由地方官府直接保荐，参与地方预选，择优输送至京师参加朝廷常举考试，考核合格者即可获得入仕候补资格，让地方学子拥有了清晰的求学、应试、为官的进阶路径，极大激活了地方文教活力。

贞观六年（632年），太宗进一步拓宽教育范畴，突破单一儒学教育局限，下诏全国诸州普遍设置医学，每州配置医药博士一名，专职讲授医药理论、诊疗技艺、培育医学人才，开创了全国性官方医学教育体系，推动了唐代地方医药事业的普及与发展，完善了民生科教体系。

除国子监六学之外，贞观朝逐步构建起完整的六学二馆顶级官学体系，与州县官学相辅相成、互为补充。贞观元年（627年）朝廷设立弘文馆，贞观十三年（639年）于东宫建制崇贤馆，两大皇家馆学同样招收生徒、讲授经史、培育英才，专供皇室、勋贵精英子弟深造，属于最高等级的精英教育机构。

不止文职文教体系完备，唐代军事体系亦配套教育建制，在屯营、飞骑等核心军事单位中专门设置博士，教习将士经史、礼仪、武艺，实现文武兼修。

全方位、多层次的官学体系，加上开放包容的国策，让长安成为当时天下的文教中心。东亚、西域诸多藩属国纷纷派遣贵族子弟入唐留学，研习儒学、律法、礼乐、技艺，贞观年间的文教鼎盛之势，空前绝后，不仅夯实了大唐盛世的文化根基，更深远影响了整个东亚的文化与教育发展脉络。