1912年，中华民国成立，翻开了中国历史的新篇章。由于西方新思想的输入，尤其是后来五四新思潮的广泛传播，中国教育近代化进程也逐步加快。民国前期，南京临时政府、北洋政府教育部先后颁布教育宗旨，规定学校系统，通令全国遵照执行，对推动地方教育事业的发展起到重要促进作用。
中华民国成立后，临时政府设立教育部，管理教育、学艺及历象等事务，民国二年（1913年），甘肃行政公署改提学使署为教育司，民国六年（1917年）成立教育厅，随后逐步建立了各级教育行政机构，为兰州国民教育和义务教育的开展提供了行政条件。在机构改革的同时，学制改革同时展开。民国元年（1912年）9月，教育部公布学校系统，谓之壬子学制。其后，又陆续颁布各种学校令，与前项系统各有出入，综合起来又成一个系统，谓之壬子癸丑学制。
新颁布的学制规定整个教育年限为18年，分为三段四级。
从纵的方面看，第一段为初等教育段，分初等、高等小学二级，合计7年；第二段为中等教育段，只有一级，4年或5年；第三段为高等教育段，亦只一级，分为预科、本科，合计6年或7年。此外，还设有大学院和蒙养院，都不计年限。
从横的方面看，也分为三系：一是直系各学校，由小学而中学，由中学而大学或专门学校；二是师范学校，分师范学校及高等师范学校二级，所占地位为中、高二段；三是实业学校，分甲、乙二种，所占地位为初、中二段。此外，还有补习科、专修科及小学教员养成所，皆是三系中的各种特别或附设的教科。从以上可以看出，壬子癸丑的体系基本上是完备的，通过不同教育阶段的划分，修业年限和级别的确定，使教育体系和学校系统日趋合理、规范化。
随着民国前期教育改革的展开，全国各地各类学校逐步建立和发展起来。甘肃省署依照新制，将全省划分为兰州、平凉、天水、武威四个学区。兰州学区依据新制改建、新建了中小学、师范学校、职业学校等各级各类学校。
民国十一年（1922年），北洋政府颁行了《学校系统改革案》，（通称“壬戌学制”），又称“新学制”。规定小学修业年限为6年，分初级和高级两级，初级为4年，高级2年，初、高级合办的称为完全小学；中学修业年限为6年，分初级和高级两级，均为3年，初、高级合办的称为完全中学。另外，与中学平行的师范学校由5年改为6年，大学采用选科制，学习年限为4～6年。职业学校代替实业学校。
新学制颁发后，甘肃跟随全国形势对教育制度作了相应的调整，从而使兰州各类学校的学制也逐步改变。1924年，甘肃省政府颁发《甘肃省实施新学制标准》，规定全省普通教育一律实行“壬戌学制”，并成立新学制实施研究会，推动新学制在甘肃的实施。
根据新学制规定，兰州的高等小学校一律改为高级小学校，国民学校改为初级小学校，并将小学修业年限缩短为六年，实行“四·二”分段制，又根据1926年颁布的《甘肃省实施义务教育规程》，将初级小学四年定为义务教育阶段。对高中实行高级、初级分段，各肄业三年，在省立兰州中学增设普通科高中部，成为全省第一所完全中学。师范教育、职业教育、高等教育等都进行了相应改革。
小学教育方面。按照教育部颁发的《小学校教则及课程表》，首先废除了读经科，增加了国文、算术课的时数。另外，在小学课程中还增设了手工、体操课，但这些科目或因学校重视不够，或因教师短缺，大都名存虚设。值得注意的是，民国初年，美育活动在小学得到一定开展，一些小学开设了图画、唱歌课，以“涵养美感，陶冶德行”为要旨，体现了国民政府制定的教育要旨和蔡元培等人的美育教育思想。小学教育改革的另一项内容是在小学附设幼稚园，以发展幼儿教育。1922年，省立女子师范学校附属小学附设幼稚班，标志着兰州幼儿教育的起步。后来，省立中山小学也附设幼稚园，在园幼儿15人。随后教育厅颁布的《甘肃各县教育行政大纲》催令各县应于县城内筹办幼稚园。总体来看，这一时期的幼儿教育尚处在教育行政部门的提倡阶段，不仅数量很少，而且幼稚园教师一般由小学女教师充任。直到1931年，省立第一女子师范学校始设幼稚师范班，才有专门幼儿教师。幼稚园收受六岁以下儿童入园，一般由各园教师自编教材或以讲故事的形式进行教学。
中学教育方面。兰州的中学因经费来源不同分为省立、县立、私立三种，分别由省府、县财政、校董事会拨支和筹集经费。根据《中学校令》和《中学校课程标准》，对学校原有制度进行改革。这一时期，兰州各中学推行普通教育，文、实不分科，废止了旧式奖励制度，同时取消了读经讲经科，提倡学习自然科学技术，将图画、手工、乐歌、体操等课列为必修课。女子中学还增设了家事、园艺、缝纫等实用科目，反映了民族资产阶级对现代教育实用主义的要求。中学的管理体制、教师聘任等方面也作了相应调整和变动。中学校长由省政府任命，学校实行校务会议领导下的校长负责制。校长之下设教务主任、训育主任、事务主任、体育主任和校长办公室秘书，分管学校的教育教学、后勤保障、体育卫生等工作。在教师聘任审核方面，以往中学教师由校长聘任，1936年，省教育厅通令各中等学校实行教员专任制，使教师能专心任教。依据省政府颁布《中学及师范学校教员检定暂行规程》，规定中学及师范学校教员由省市教育行政机关组织的教员检定委员会检定。规定检定形式分无试验检定和试验检定两种。前者每学期开学举行一次，后者至少每三年举行一次，并根据学校类型确定共同应试科目和专业应试科目。任用教职员，须经检定委员会资格检定，合格者予以委任。
师范教育方面。民国初年，根据教育部公布的《师范教育令》和《师范教育规程》，省城兰州的原甘肃优级师范学堂改为省立兰州师范学校，并建立省立兰州女子师范学校。师范学校开设的课程比清末更加全面，包括修身、教育学、国文、历史、地理、数学、物理、化学、体育、军训、美术、音乐、教材教法等，讲经读经被取消，强调教育理论与教育实践并重，学习提倡“自动精神”，注重兴趣，发展个性。兰州师范学校还按照甘肃省教育司的规定设立了学生实习基地，并由校长、教员对毕业班学生进行督导实习，使所学理论知识在实践中检验，体现了师范教育的特点。1932、1933年，民国政府教育部分别颁布《师范教育法》和《师范学校规程》，用法律形式规范师范教育。但由于地方经济落后，教育基础薄弱、经费投入不足等多种原因，兰州的师范教育发展仍然比较迟缓。因而，尽管民国前期国民教育运动轰轰烈烈，学校和入学儿童大量增加，但因缺乏合格师资，教学质量难以得到显著提高。
中等职业教育方面。民国建立以后，南京临时政府十分重视“实例教育”，教育部公布了《实业学校令》和《实业学校规程》，要求各省视地方需要设立实业学校。根据此法令，甘肃于民国六年（1917年）在兰州西关旧举院创办了省立甲种农业学校，设有农业本科。民国八年（1919年），在兰州中山路创办了工艺学校，设编织、纺织各两班，1921改为省立甲种工业学校。这一时期，由于兰州经济落后，加之省内战乱频繁，百业凋敝，民不聊生，职业教育发展仍然比较缓慢。1925年后，民国政府提倡职业教育，职业学校开始增加。根据新学制暂行规定，省立农业学校改为省立农科职业学校，后又改为省立第一农业学校，设普通农科三班，后增设高级农科一班。另外，按新学制标准，将省立甲种工业学校改为省立工科职业学校，设纺织、编染、艺徒三科各一班。与此同时，兰州又增设了两所职业学校。1923年，省政府设立兰州女子求知学校，属于文化补习性质女校。后来改为省第一女子职业学校，设织编科一班。1935年，全国经济委员会在甘肃创建卫生试验处，并在兰州筹办女子助产学校。翌年，省教育厅接管，后改名为省第一职业学校，设助产科一班。到1936年，省立第一农业学校、省立第一工业学校和省立第一职业学校校名取消数字序号，以学校所在地冠名，分别改为省立兰州农业职业学校、省立兰州工业学校和省立兰州女子职业学校。至此，兰州的职业学校达到4所。
兰州的四所职业学校在初创时期，规模较小，设备简陋，教学质量得不到有效保障。在学科设置上，高级班设有林科、农科、金科、助产及化工等科，初级班设有制革、制染、纺织、织编、肥皂和家事等科。课程设置除党义、国文、数学、英文、物理、化学等公共必修课外，各科根据不同专业开设专业课。如林科设有造林、森林保护、农学大义等；农科设有土壤、作物、畜产等；制革设有实用制革、漂染大义、工业簿记等；纺织设有纺织大义、组织法、经纬计算法、漂染法、工业历史等；织编设有漂染、织物、织物整理和组织法等；肥皂设有实用肥皂、工业簿记、图画等。兰州的中等职业学校大多由于缺乏实习场地和试验设备，教学脱离实际的情况比较严重，但也为兰州的经济建设培养了一批中级技术人才和管理人员。
高等教育方面。民国建立之初，兰州只有一所高等学校。1913年，根据《大学令》，将原甘肃官立法政学堂改建为公立法政专门学校，任命蔡大愚为校长，设政治、经济本科，法律别科及预科三类。1927年，省政府议设大学，将法政专门学校改建为兰州中山大学。次年2月，兰州中山大学正式成立，教育厅长马鹤天兼任校长。1929年元月，郑道儒继任校长，5月，邓春膏任校长。该校“以研究高深学术，养成建设人才，实现中山主义为宗旨”，设有法律系、国文专修科、艺术专修科、预科、政治专门部、教育行政人员训练班。
1929年，奉教育部之命，将兰州中山大学改名为甘肃大学。后来，据国民政府公布的《大学组织法》，甘肃大学因缺乏相应的条件而改为省立甘肃学院。甘肃学院在院长之下设有院务会议，为学校决策机构。学校院系领导实行任命制，教职员实行聘任制。在学科建设方面，根据甘肃的实际情况，先后设立法律、教育、文学3个系，艺术、政治、农学、医学4个专修科。甘肃学院在经费紧缺、时局波动影响等艰难的发展过程中，不断扩大招生数额和专业设置，从最初的单一性个别学科，向文、理、农、医、商综合性多学科发展，为兰州乃至全省培养了一大批建设人才。同时，为甘肃创办其他院校奠定了一定基础。例如，1939年，教育部在兰州创办西北技艺专科学校，甘肃学院农业专修科即停办，人员调往新校；1942年，教育部命令以甘肃学院医科为基础，在兰州创办西北医学专科学校，聘请甘肃学院医科主任于光元为筹备委员会主任委员，校址位于兰州市下西园，甘肃学院的医学专修科即行结束。可见，甘肃学院对后来甘肃的许多高等院校均起到直接或间接的辐射作用。
社会教育方面。民国建立后，甘肃省教育司始设社会教育科，专门办理社会教育事宜，提出社会教育须先从通俗宣讲社入手，以期启发普通知识，从而促使了兰州社会教育的一度活跃。1913年，兰州成立通俗演讲事务所，后来改为省立通俗教育事务所，设讲演所4处，阅报所2处，公共体育场1处。通俗讲演所定期向民众宣讲时事动态、禁烟戒赌、放足上学等内容。1928年，将通俗教育事务所改为社会教育推广处，内分游艺（调查）、体育、宣传三股。调查股调查剧园、茶园、书肆及有关社会风化之事项，并加以研究改良；体育股提倡并组织球类、田径、武术等运动；宣传股进行新闻、社会事务及生活常识等方面的宣传活动。
平民教育是社会教育活动的重要内容。五四运动前后，平民教育思潮兴起，甘肃旅京学生创办的《新陇》杂志热心倡导平民教育，强调平民教育是民治国家一切事业的基础和命脉，无论贫富贵贱，都应受同等的教育。1924年，甘肃省第二次教育行政会议提出推行平民教育的八条具体办法，对推动平民教育起到了指导作用。1926年，省政府通令各地区的公共机关、各商公会、祠堂庙宇、会馆等地一律附设平民学校，招收平民和无力求学者，使平民教育有了一定发展。据统计，至1927年8月，省城兰州设有平民学校24处，学生达1300多人。1928年初，省政府颁布《实施平民教育详细办法》和《强迫教育实施办法》，提出把普及教育和扫除文盲教育结合起来、把说服教育和强迫命令结合起来的具体办法。但其中提出在一年甚至几个月之内扫除文盲的目标，在当时显然是脱离社会实际的。
进入20世纪30年代后期，工农大众的作用愈益显著，“平民教育”的提法逐渐为“民众教育”所代替，国民政府教育部于1929年颁发《民众学校办法大纲》，规定了设立民众学校，推行民众补习教育的要求。此后，各地的民众教育机构纷纷设立，当时的社会教育也就主要通过民众学校来实现。从具体内容来看，民众学校是兼有扫盲、成人义务教育成分的一种教育组织形式。位于兰州西大街的省立第一民众学校，设有成人班和妇女班以及短期小学班。课程设置上，成人班和妇女班设有千字课、常识、音乐、珠算，每周12学时；短期小学班设有算术、公民、书法、故事、国语常识、唱歌、作文，每周36学时，并学习简单工艺。民众学校虽然在扫除文盲、成人教育方面起到了一定作用，但由于许多民众学校的校舍、设备都是临时借用的，教员也都是义务上课，因此难以持续广泛推行，许多民众学校往往虎头蛇尾，有名无实。
总体来看，民国前期兰州的教育在改进与创建中取得了长足的进步与发展。无论在经费投入、学校门类，还是在教学管理体制、教学方法等方面都得以体现。当然还存在许多旧的痕迹和不足之处，表现在诸如学校数量少、职业教育脆弱、资金师资严重缺乏等等方面，这些因素都制约着兰州教育事业的进一步发展。
