创办天津中西学堂和南洋公学
1895年秋，盛宣怀奏请设立天津中西学堂。他在《拟设天津中西学堂章程禀》中奏道：“自强之道，以作育人才为本，求才之道，尤宜以设立学堂为先。”日本自明治维新以来，援照西方国家的做法，广开学堂书院，“仅十余年，灿然大备”。他主张，只有培养人才，才能立国兴邦；而培养人才，必先设立学堂书院。天津中西学堂设头等、二等学堂各四班，每班30人。“二等学堂功课必须四年，方能升入头等学堂。头等学堂功课，必须四年，方能进入专门之学，不能躐等”。他认为人才“躐等”和中途他骛，必将给社会经济发展带来重大损失。
天津中西学堂是中国第一所工科大学，在当时是第一所系统学习科技理论知识和专门技术的大学堂，对教育的影响很大，它是继其之后的南洋公学的模式，也是各省仿办的“范本”；两江总督刘坤一曾说：“闻公在津新设学堂，章程甚佳，即祈钞示全卷，以便将来仿办。”
南洋公学除效仿天津中西学堂的做法设立头等、二等学堂外，把师范、小学放在了突出的位置。“师道立则善人多，故西国学堂必探源于师范；蒙养正则圣功始，故西国学程必植基于小学”，“况师范、小学尤为学堂一事先务中之先务。即病求艾，相需已殷，急起直追，惟虞弗及”。因此，建师范和小学乃办学之先急。先设师范院，延请华洋教习，再设一外院学堂（小学），师范生分班教之。至此，师范院、外院、中院（二等学堂）、上院（头等学堂）完整的教育体制集于南洋公学一身。优先创办师范和小学，这也是盛宣怀对教育的重要贡献。他的“循序渐进”和“不躐等”的教育思想，保证了教育的延续和完整，对教育的发展起到了积极的促进作用。
推动南洋公学的发展
南洋公学除师范院、外院、中院、上院和后来开办的特班外，还设立了译书院、商务学堂等，称之为“附属公学者”。这是盛宣怀办学思想的新发展。
盛宣怀认为：“顾非能读西国之籍，不能周知西国之为”，而“西国语言文字，殊非一蹴可就”。因此，要每个人都去读西文原版书是不可能的，只能聘请专家译书，才能更简捷高效。所译之书多为军事、政法、理财、商务、学校等书。不少书风行一时，对政治思想和学术影响很大，对中外文化交流和我国文教事业作了很大贡献，对于民主思想的传播也起了一定的促进作用。
盛宣怀创办商务学堂，经历了较长时间的准备和酝酿。他不仅以培养工商业人才为目的，而且还认为，只有商业发展了，才能富国强兵以御外寇。如果开办商业学堂，则“数年后商务人才辈出，则税务司、银行、铁路、矿物，皆不患无管算之人矣”。他上奏朝廷请设商务学堂说：“必须广商学以植其材，联商会以通其气，定专律以维甫市，方能特开曹部以振起商战，足国足民。”
除此以外，盛宣怀还支持创办了不少学堂，如铁路法文速成学堂、南洋公学东文学堂、南洋公学船政学堂、吴淞商船学堂等。他广开学堂，兴办教育，对当时政治、经济的发展起到了积极的影响。
发起职业技术教育和成人教育
盛宣怀在创办洋务事业过程中，往往创办附设于企业的带有学堂形式的训练班。如在办电报局时，他在天津、上海等地办有电报学堂；在督办汉阳铁厂时，也办有附于该厂的学堂。这是我国近代企业教育的萌芽，也是职业技术教育的萌芽。
盛宣怀认为，创办天津中西学堂、南洋公学，收效皆在十年之后，“且诸生选自童幼……相需方殷，缓不济急”。为使人才迅速成长，满足社会需求，盛宣怀建议“可建达成馆，取成材之士，专学英法语言文字，专课法律、公法、政治、通商之学”。这是我国近代成人教育思想的萌芽。
广集教育经费
盛宣怀教育思想的另一可贵之处在于办学经费的筹措上。他在创办天津中西学堂时说：“现值国用浩繁，公款竭蹙，事虽应办，而经费难筹。职道查津海钞关，近年有收开平煤税每年约库平银一万四五千两，为从前所无之税款，似可尽数专提，以充学堂经费。”他在《请设学堂片》中奏道：“每年两馆约需银十万两，请由臣所管招商轮船、电报两局内，捐集解济，以申报效。”可见，办学经费除从税款列支外，还可由企业捐资助学。在《筹建南洋公学及达成馆舍片》中，他又说：“上海达成馆经费似可仍旧归轮、电两局集捐项下，与南洋公学通融取给。如有不敷，亦由臣设法筹捐。西国各处学堂，类由官、民、绅、商协力所成。其要在通一国之才力物力以办一国之事。”其官、民、绅、商协力办学的思想至今仍给我们以启示。
倡导留学教育
盛宣怀在创办南洋公学的过程中，不惜重资派遣一批又一批学生出国深造，到那些科学技术发达的国家中，“躬验目治，专门肄习，乃能窥西学之精，用其所长，补我之短”。虽然糜费巨资，但将来可收实用，具有长远意义。
盛宣怀的教育思想、教育活动在中国近代教育史上留下了深深的足迹。其办学方法为继起者提供了仿效的模式。虽然后来他在政治上反对民主革命运动，忠诚于清王朝，但这应归于其阶级的局限性，他积极办教育的精神和经世致用、育人兴邦的教育思想对中国近代教育的发展有积极作用。