XIX ғасырдың екінші жартысы - XX ғасырдың бас кезінде зайырлы мектептердің ашылуы Қазақстанды өнеркәсіптік тұрғыдан игерудің басталуына байланысты сауатты да білімді адамдарға деген сұраныс арта түсті. Сондықтан да 1850 жылы Орынборда оқу мерзімі жетіжылдық жаңа үлгідегі мектеп ашылды. Онда негізінен хатшылар мен аудармашылар даярланды, орыс тарихы, математика, география, геометрия, сондай-ақ исламның негіздері оқытылды. Ал 1857 жылы осындай мектеп Омбыда да ашылды.
1861 жылы Троицкіде, басқа да қалаларда орыс-қазақ мектептері ашылды. 1867—1868 жылдардағы әкімшілік реформалары енгізілгеннен кейін және қоныс аударып келуші шаруалар қатарының арта түсуіне байланысты зайырлы мектептердің қатары көбейді. Олардағы оқу бағдарламаларын генерал-губернатордың өзі белгілеп, Халық ағарту министрлігімен келісіп алып отырды. Қазақтардың балалары орыс поселкелері мен казак станицалары жанындағы мектептерде тегін немесе азын-аулақ ақы төлеп оқуға құқықты болды.
1879 жылы Ташкентте мұғалімдер институты ашылды. 1879 жылы Торғай облысында алғашқы екі сыныптық орыс-қазақ мектебі пайда болды. 1883 жылы Орынбор губерниясының Ор қаласында қазақтарға арналған мұғалімдер мектебі түңғыш рет ашылды. Ол мектептің ашылуына Ыбырай Алтынсариннің қосқан үлесі орасан зор болды.
1885 жылдан бастап барлық уездерде ауыл шаруашылық мектептері ашылды. Олар қазақ өлкесінде білім және қолөнер түрлерін дамытуға бағыт ұстады. 1887 жылы барлық жерде бірдей болыстық орыс мектептері пайда бола бастады. Ал 1891 жылы Торғай, Ақтөбе, Қостанай және басқа қалаларда қыз балаларға арналған бастауыш мектептер ашылды. 1892 жылдан бастап қазақ балалары үшін ауылдық көшпелі мектептер ұйымдастырылды.
XIX ғасырдың екінші жартысынан бастап Омбы, Семей, Орал, Ақмола қалалары халыққа білім беру орталықтарына айналды. Қазақстандағы орыс тілді халықтың арасында сауатсыздардың пайызы тым жоғары болды. Мұны 1897 жылғы халық санағы айқын көрсетті. Атап айтқанда, халықтың 8,1 пайызын ғана сауатты деуге болатын еді. Соның ішінде ерлердің 12 пайызы, ал әйелдердің 3,6 пайызы ғана хат таныды. Орысша сауат ашқан қазақтардың пайызы бұдан да төмен болды. Ал мұсылманша оқып сауат ашқан дала қазақтарының саны өте көп еді. Бірақ олардың қанша пайызының сауатты екеңдігі халық санағын өткізу кезінде есепке алынбады.
Ресей империясы қазақтардың орта және жоғары білім алуына жол бермеуге тырысты. Сауатты қазақтардың қатары өскен сайын олардың Ұлттық сана-сезімі тезірек оянады деп қауіптенді. Мәселен, 1885 жылы Қазақстанда орыс мектептерін ашудың басты идеологта- рының бірі Ильминский былай деп ашықтан-ашық жазған болатын: «Бізге тиімді болатын бір жағдай бар. Ол — бұратана халықтың әрбір өкілінің орысша сөйлегенде шатасып, қысыла қызарып тұратын болуы. Ол — орысша жазғанда да аяқ алып жүргізгісіз қыруар қате жіберіп, өз ойын дұрыс жеткізе алмауы. Олар губернаторлардың алдында ғана емес, сонымен қатар кез келген бастықтардың алдында да қалтырап-дірілдеп тұруы керек». XIX ғасырда ауыл шаруашылық және фельдшерлік мектептері ашыла бастады. Олар орта білімді дәрігер мамандарын даярлап шығарды. Алайда Қазақстанда бірде-бір жоғары оқу орны ашылған жоқ.