Năm 1076, vua Lý Nhân Tông thành lập Quốc Tử Giám ở ngay sau Văn Miếu làm nơi học tập cho con em Hoàng tộc và cho “Chọn quan viên văn chức, người nào biết chữ cho vào Quốc Tử Giám” theo học.
Trong suốt tiến trình lịch sử, Văn Miếu – Quốc Tử Giám luôn được tu sửa và mở rộng. Năm 1236, Vua Trần Thái Tông “cho Phạm ứng Thần làm Thượng thư tri Quốc Tử viện, đưa con em văn thần và tụng thần vào học” . Đến năm 1243, lại cho trùng tu Quốc Tử Giám, năm 1253 cho lập Quốc học viện (còn gọi là Quốc tử viện): “Tháng 9, xuống chiếu vời nho sĩ trong nước đến Quốc tử viện giảng Tứ thư, Lục kinh” . Mùa đông, tháng 10, năm 1272, Vua Trần Thánh Tông “xuống chiếu tìm người tài giỏi, đạo đức, thông hiểu kinh sách làm Tư nghiệp Quốc Tử Giám” .

Mô hình trường Quốc Tử Giám thời Lê

Đến đây, Quốc Tử Giám đã thực sự trở thành trung tâm giáo dục cao nhất của Đại Việt. Đây không chỉ là nơi học tập của các nhà quản lý, lãnh đạo đất nước tương lai, mà việc giáo dục đã được mở rộng và có quy củ. Trường đã được nâng cấp thành Viện, đứng đầu là quan Thượng thư (tương đương Bộ trưởng ngày nay). Các sách giáo khoa dùng tại trường là các kinh điển của Nho giáo như: Tứ thư, Ngũ kinh. Nho sinh đến đây học tập để chuẩn bị tham gia các kỳ thi Đại khoa giành học vị Tiến sĩ – học vị học thuật cao nhất lúc bấy giờ.

Ván khắc in sách 

Ngay năm đầu lên ngôi (1428), vua Lê Thái Tổ đã cho chọn con cháu các quan và con nhà thường dân tuấn tú vào Quốc Tử Giám làm Giám sinh. Quốc Tử giám từ thời Lê được gọi là Thái học viện.
Việc tuyển chọn Giám sinh ngày càng mở rộng về đối tượng, nhưng lại khắt khe hơn về trình độ. Nếu như trước kia, cứ là con em nhà quan có học sẽ được vào Quốc Tử Giám, thì nay phải kinh qua ít nhất một kỳ thi. Đến đây, số lượng nho sinh tại Quốc Tử Giám đã đông hơn rất nhiều. Quốc Tử Giám có quy chế học tập, sinh hoạt chặt chẽ. Đứng đầu Quốc Tử Giám là Tế Tửu và Tư nghiệp, thường do các danh nho, đại thần đạo đức trong sáng, học vấn tinh thông như: Chu Văn An, Thân Nhân Trung, Ngô Sỹ Liên, Lê Quý Đôn. Học quan giảng dạy có các chức: Trực giảng, Bác sỹ, Trợ giáo, Giáo thụ…
Quốc Tử Giám thời Lê Thánh Tông là một trung tâm giáo dục lớn, xứng tầm một trường đại học của đất nước. Xét về mặt kiến trúc, trường có đầy đủ cơ sở vật chất của một trường đại học hiện đại: có giảng đường, hội trường lớn (nhà Minh luân), ký túc xá cho 300 Giám sinh, nhà kho, thư viện (Bí Thư khố, nhà cho giảng quan nghỉ ngơi. Xét về mặt giảng dạy, học tập: Giáo viên của trường là các nhà nho đạo đức trong sáng, học vấn uyên thâm; sinh viên là những “nghiên cứu sinh” đã đỗ thi Hương đến Giám học tập, rèn luyện để tham gia thi Hội và thi Đình để trở thành Tiến sĩ. Sách giáo khoa dùng trong trường đều là các kinh điển Nho giáo.
Ngoài việc đào tạo, Quốc Tử Giám còn có nhiệm vụ Bảo cử Giám sinh với triều đình để bổ dụng làm quan. Hàng năm, 4 tháng trọng, các quan ở Quốc Tử Giám tiến hành khảo hạch Giám sinh, đề cử những người trúng cách để bộ Lại tuyển dụng khi cần.
Thời Lê Trung Hưng, Văn Miếu - Quốc Tử Giám ngày càng mở rộng. Giáo dục được chú trọng. Năm 1693, nhà vua cho phép các quan Quốc Tử Giám được ở ngay tại trường để tiện cho việc giảng dạy và quản lý nho sinh. Lúc này, ngoài nhiệm vụ dạy, học và bảo cử, Quốc Tử Giám còn thực hiện những việc liên quan đến việc khảo đính, biên soạn sách vở, đặc biệt là in ấn các sách kinh điển Nho giáo để cung cấp cho các nho sinh cả trong và ngoài Giám.
Đến thời Nguyễn, năm 1802 khi nhà Nguyễn cho chuyển kinh đô vào Phú Xuân – Huế, cho lập Văn Miếu – Quốc Tử Giám Huế. Khi đó, trường Quốc Tử Giám trở thành trường học của phủ Hoài Đức. Tại đây nhà Nguyễn cũng cho lập Đền Khải Thánh – nơi thờ cha mẹ Khổng Tử trên nền của trường Quốc Tử Giám. Rất đáng tiếc là trong chiến tranh, cuối năm 1946 - đầu năm 1947 thì toàn bộ khuôn viên của khu vực này đã bị phá hủy.
Quốc Tử Giám Thăng Long thực sự là Trung tâm giáo dục cao cấp của nước ta thời quân chủ.