Sau khi đánh đuổi quân Minh ra khỏi bờ cõi (1428), vương triều Lê chính thức được kiến lập và bắt đầu công cuộc ổn định, xây dựng, phát triển đất nước. Văn Miếu - Quốc Tử Giám thời Lê sơ được quan tâm đặc biệt. Đây cũng là thời kỳ Văn Miếu - Quốc Tử Giám và nền giáo dục khoa cử theo Nho giáo phát triển rực rỡ. Ngay trong những năm đầu lên ngôi, vua Lê Thái Tổ cho mở nhà học, lấy cỗ Thái lao (cỗ tam sinh: Trâu, bò, dê) để tế Khổng Tử. Vua Lê Thái Tổ đã cho chọn con cháu các quan và nhà thường dân tuấn tú vào Quốc Tử Giám làm Giám sinh và xuân thu nhị kỳ đích thân nhà vua làm chủ tế tại Văn Miếu.
Dưới thời vua Lê Thái Tông (1433-1442) và Lê Thánh Tông (1460-1497), Văn Miếu – Quốc Tử Giám được quan tâm đặc biệt. Vào năm Hồng Đức thứ 15 (1484), triều đình cho đại trùng tu Văn Miếu - Quốc Tử Giám, khang trang to đẹp:“Đằng trước nhà Thái học dựng Văn Miếu. Khu vũ của Văn Miếu có: điện Đại Thành để thờ Tiên Thánh, Đông vũ và Tây vũ chia ra thờ các Tiên hiền, Tiên nho; điện Canh Phục để làm nơi túc yết. Một kho để chứa đồ tế khí và một phòng để làm nhà bếp; đằng sau nhà Thái học, dựng cửa Thái học, nhà Minh Luân. Giảng đường phía đông và giảng đường phía tây thì để làm chỗ giảng dạy các học sinh. Lại đặt thêm kho Bí thư để chứa ván gỗ đã khắc thành sách; bên đông, bên tây nhà Thái học làm nhà cho học sinh trong ba xá, mỗi bên ba dãy, mỗi dãy 25 gian để làm chỗ nghỉ ngơi của học sinh”(Đại Việt sử ký toàn thư).
Cũng trong năm 1484, sau khi hoàn thành việc trùng tu, Vua Lê Thánh Tông cho dựng 10 bia đá ghi về các khoa thi Tiến sĩ được tổ chức từ năm 1442 đến 1484 cũng như tên họ, quê quán những người đỗ. Đây là sự kiện đặc biệt, khởi đầu cho lệ dựng bia Tiến sĩ tại Văn Miếu. Nhà Vua chọn các nhà Nho tài năng soạn văn bia nhằm khích lệ, đề cao đạo học và những người hiền tài. Trên tấm bia dựng cho khoa thi năm 1442, khoa thi đầu tiên được dựng bia, Thân Nhân Trung đã viết: “Hiền tài là nguyên khí của quốc gia, nguyên khí thịnh thì thế nước mạnh và thịnh, nguyên khí suy thì thế nước kém và suy vì thế không bậc thánh đế minh vương nào không chăm lo gây dựng nhân tài, đắp bồi nguyên khí”. Có thể coi đây là phương châm, tuyên ngôn về giáo dục của các triều đại phong kiến Việt Nam, cũng là phương châm giáo dục của mọi thời đại.
Dưới thời Lê, Quốc Tử Giám được nâng cấp thực sự trở thành một Trung tâm giáo dục Nho học cao cấp của nhà nước, có bộ máy quản lý hoàn chỉnh và cách thức tổ chức học tập bài bản. Quốc Tử Giám thời Lê còn được gọi là Thái học viện. Quy chế lựa chọn Giám sinh chặt chẽ, rõ ràng: Người thi Hội trúng ba kỳ thì sung vào Thượng xá sinh, trúng hai kỳ sung vào Trung xá sinh, trúng một kỳ sung vào hạng Hạ xá sinh. Mỗi xá 100 người, việc cất nhắc bổ dụng căn cứ theo ba hạng đó. Quy chế tuyển chọn vào Thái Học viện này được áp dụng cho cả thời gian về sau. Đặc biệt, triều đình cho phép tuyển lựa cả con em dân thường có tài, có triển vọng vào học để làm nguồn bổ sung cho bộ máy quản lý đất nước. Ngoài những người đủ tiêu chuẩn được chọn vào học ở Quốc Tử Giám, hàng năm đều có một số lượng lớn các Hương cống từ khắp các địa phương trong nước về Kinh đô theo học. Những người này chỉ cần làm thủ tục ghi tên là được đến nghe giảng bài, tập văn như các Giám sinh. Học trò Quốc Tử Giám mà có lúc đông đến hàng 6000 người.
Thời Lê sơ, đứng đầu Quốc Tử Giám là Tế Tửu, sau đến Tư nghiệp. Tế tửu và Tư nghiệp thường do các danh nho, đại thần tài năng, đạo đức trong sáng đảm nhiệm. Trực giảng, Bác sỹ, Giáo thụ, Trợ giáo là các chức quan giảng dạy. Sách học trong trường cơ bản là Tứ thư và Ngũ kinh, những sách kinh điển của Nho gia. Nội dung học tập ở Quốc Tử Giám chủ yếu dựa theo yêu cầu tuyển chọn của các kỳ thi Hội. Giám sinh tập trung vào việc luyện tập lối văn chương theo những hình thức, quy cách cố định, chuyên dùng cho việc thi cử. Ngoài ra, Giám sinh cũng được học thêm các thể loại văn khác như: Câu đối, văn tế... dùng trong đời sống hàng ngày để biểu lộ cảm nghĩ, mừng vui hay phúng viếng.
Quốc Tử Giám thời Lê sơ còn có nhiệm vụ bảo cử các Giám sinh với triều đình để bổ dụng làm quan. Hàng năm, vào 4 tháng trọng (tháng 2,5,8,11) quan Quốc Tử Giám khảo hạch Giám sinh, nếu trúng thì đề cử để Bộ Lại tuyển dụng khi cần. 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 trong cả nước.
Năm 1510, triều đình cho trùng tu Văn Miếu - Quốc Tử Giám với quy mô lớn. Kiến trúc Văn Miếu – Quốc Tử Giám bao gồm: Điện Đại Thành và Đông vu, Tây vu là nơi thờ các bậc Tiên thánh, Tiên hiền của đạo Nho, điện Canh Phục là nơi để đồ tế lễ, và nơi nhà vua thay y phục trước khi tiến hành lễ tế Khổng Tử, khu bia Tiến sĩ; nhà Minh Luân; hai dãy giảng đường bên đông và bên tây, phòng học của sinh viên ba xá; Kho chứa ván khắc in sách của trường Giám, nơi cung cấp sách học cho học sinh trường Giám và các trường ở phủ, lộ.
Năm 1527, nhà Mạc lên thay nhà Lê nhưng vẫn theo nếp cũ về giáo dục khoa cử Nho học của triều Lê sơ. Nhà Mạc cho dựng bia Tiến sĩ khoa thi năm 1529. Đến năm Đại Chính thứ 7 (1536), Mạc Đăng Doanh sai Đông quân Tả đô đốc Khiêm quận công Mạc Đình Khoa trùng tu Quốc Tử Giám. Đây là lần trùng tu Văn Miếu-Quốc Tử Giám duy nhất của nhà Mạc nhưng sử sách không ghi rõ những công việc cụ thể trong đợt trùng tu này. Mùa xuân năm sau (1537), Mạc Đăng Doanh đến Văn Miếu làm lễ tế Tiên thánh, Tiên sư và thăm Quốc Tử Giám. Đến năm 1586, Lại bộ Thượng thư Nghĩa sơn hầu Trần Văn Tuyên dâng biểu xin tu sửa Quốc Tử Giám và 2 giải vũ ở điện Đại Thành, nghi môn, tiền nghi môn ở các giảng đường nhưng Mạc Mậu Hợp không đồng ý.
Văn Miếu - Quốc Tử Giám dưới thời Lê sơ - Mạc luôn được nhà nước quan tâm và coi trọng, và phát triển về mọi mặt./.