Thời Lê Trung hưng, Văn Miếu - Quốc Tử Giám tiếp tục được nhà nước quan tâm, tu sửa, quy mô ngày càng hoàn thiện. Năm 1645, hiện trạng của Văn Miếu - Quốc Tử Giám được miêu tả qua Lê triều chiếu lệnh thiện chính như sau: “Điện Đại Thành ở Quốc Tử Giám (nhà Đại học của quốc gia) có tả hữu ở phía đông, phía tây và 4 nghi môn. Nhà Minh Luân có 2 giảng đường phía đông và phía tây, và cửa nghi môn Sùng Nho 4 mặt xây tường”. Hàng năm việc tu bổ, xây dựng thêm, lát gạch và dọn cỏ, theo lệ cũ do lính ở các huyện, xã và các phường ở hai huyện Thọ Xương và Quảng Đức

Đến năm 1662, các công trình kiến trúc của Quốc Tử Giám nhiều chỗ bị sụt lở, dột nát. Lễ bộ Thượng thư kiêm Đông các đại học sĩ, Thiếu bảo Phạm Công Trứ được giao nhiệm vụ trông coi việc sửa sang Quốc Tử Giám. Phạm Công Trứ cho xây dựng Phán Thuỷ Đường trên gò Kim Châu ở hồ Văn và làm 10 bài thơ vịnh để ghi lại cảnh đẹp. Cứ đến mùng Một và ngày rằm hàng tháng, học trò lại tập trung về Quốc Tử Giám học tập.

Mùa xuân năm Canh Thìn, niên hiệu Cảnh Hưng 21 (1760), triều đình cho sửa lại nhà Đại Bái và làm hai cột đá hình bút lông dựng phía trước. Đến tháng 9 năm Cảnh Hưng thứ 23 (1762), chúa Trịnh Doanh cho tu sửa Quốc Tử Giám. Không lâu sau lần sửa chữa này, diện mạo của Văn Miếu - Quốc Tử Giám được Lê Quý Đôn mô tả lại trong sách Kiến văn tiểu lục khá cụ thể: “Cửa Đại Thành 3 gian 2 chái, lợp bằng ngói đồng. Đông vu và Tây vu mỗi dãy đều 7 gian. Đằng sau có cửa nhỏ 1 gian, điện Canh phục 1 gian 2 chái. Nhà bếp 2 gian. Kho tế khí 3 gian 2 chái, cửa Thái Học 3 gian có tường ngang lợp bằng ngói đồng. Nhà bia phía đông và phía tây mỗi dãy đều 12 gian. Kho để ván khắc in sách 4 gian. Ngoại nghi môn 1 gian xung quanh đắp tường. Cửa Hành mã ngoài tường ngang 3 gian. Nhà Minh Luân 3 gian 2 chái. Cửa nhỏ bên tả và bên hữu đều 1 gian, có tường ngang. Nhà giảng dạy ở phía đông và phía tây 2 dãy, mỗi dãy đều 14 gian. Phòng học của học sinh tam xá ở phía đông và phía tây đều 3 dãy, mỗi dãy 25 gian, mỗi gian 2 người

Năm 1771, hai bia Hạ Mã được dựng phía trước Văn Miếu - Quốc Tử Giám với hàm ý dù quan lại hay dân thường khi đi qua cửa Văn Miếu đều phải xuống ngựa đi bộ qua cửa Văn Miếu nhằm thể hiện sự tôn kính đối với các bậc Tiên thánh, Tiên hiền. Cũng trong năm này, Quan coi Quốc Tử Giám đã cho giải toả nhà ở của dân xung quanh hồ Văn, mở rộng, trồng cây, lát đường. Văn Miếu - Quốc Tử Giám trở lại trang nghiêm như xưa. Năm 1785, Bùi Huy Bích lại cho trùng tu nhà Thái Học.

Dưới thời Lê Trung hưng, đứng đầu Văn Miếu - Quốc Tử Giám vẫn là Tế tửu. Ngoài Tế tửu và Tư nghiệp, học quan còn có Giáo thụ, Trực giảng, Học chính. 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. Từ năm 1721 đời Vua Lê Dụ Tông, Tế tửu và Tư nghiệp cũng tham gia giảng dạy. Ngoài ra, triều đình còn cử một vị quan đại thần chuyên lo công việc của Văn Miếu - Quốc Tử Giám với chức vụ là Tri Quốc Tử Giám (Như Tri Quốc Tử Giám Nguyễn Nghiễm, Nguyễn Công Thái). Quy chế giảng dạy và học tập của Quốc Tử Giám thời kỳ này về cơ bản vẫn giống như thời Lê Thánh Tông. Tuy nhiên, 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 của Nho giáo để cung cấp cho các Nho sinh cả trong và ngoài Giám.

Dưới thời Lê Trung hưng, Văn Miếu - Quốc Tử Giám được quan tâm tu bổ nhiều lần, điều này thể hiện sự quan tâm của Nhà nước đối với Nho giáo và với nền giáo dục của nước nhà./.