首先，在课程设置和教材方面。陈立夫亲自主持制定了“颁部”大学课程表及课程标准，要求各校统一执行。课程分必修与选修两种，在必修课中，增加了中国历史方面的课程，这是陈立夫特别强调的。他说，一些大学生对中华五千年文明史缺乏了解，这种状况有利于敌人而不利于自己，因为侵略者要毁灭其国家，必先毁灭其国之历史与文化。如中国法制史、中国政治史等；语言科中，将中国文列为与外国文同等的基本工具科目，中国文要求能阅读古文书籍和写作通顺文章，外国文要求能阅读所学习的学科外文参考书，不达标者不能毕业。同时，陈立夫还根据当时战争的需要，提议在一些学校增设了抗战国防课程，如“堡垒工程”、“军用结构”、“兵器学”等。在部颁课程中，凡是没有教材的，鼓励教师编写教材。
在确定课程时，由教育部先定了一个整理课程的三原则：第一，规定统一标准，这个标准，不仅在提高程度，而且与国家文化及建设的政策相吻合；第二，注重基本训练，先从事学术广博基础的培养，由博反约，不因专门的研究而至偏颇之弊；第三，注重精要科目，所设科目，力求统整与集中，使学生对于一种学科的精要科目，有充分的修养而有融会贯通的精神。根据这一原则，一些无用的课程删掉，一些重要而没有的补上。如根据我国是一个农业国的情况，设立水利、肥料、茶叶、丝绸等科系，并设置相关课程等。
陈立夫被清除出局，陈家的势力一去不复返。无论谁登上“皇位”，蒋家都可以安心了。图为：（左起）蒋经国、蒋介石、蒋纬国。除了改革课程设置外，陈立夫还领导教育部进一步拟定各科目教材内容，以备各校试用。1940年，在征集各校课程科目的基础上，开始编制教材纲要，当时集中了数百名教授，历两年努力，编写了各科教材纲要草案42种，颁发各校参考试行。与此同时，教育部开始编辑大学用书，在陈立夫的直接领导下，成立了大学用书编辑委员会，该委员会成立后，采取特约撰稿、公开征稿、采用成书三种办法，确定了163部书作为大学教材。几年后，各学校终于能按部颁课程标准，教材标准统一起来，一举改变了中国大学课程无中国特色，课程无中国教材的局面，为收回“文化租界”起了决定性作用。
其二，统一大学教师评聘标准。陈立夫认为要办好学校，教师是十分重要的。他通过对一些学校的调查，发现大学教师的资格评聘，过去毫无标准，而且教授和副教授的评聘只有一条原则，即必须是留学返国者，他认为这种评聘既不利于调动教师的积极性，也不科学，是崇洋的表现。因此，他主持制定了《大学及独立学院教员资格待遇暂行规程》，1940年由教育部公布。该章程规定：教员资格分为教授、副教授、讲师、助教4个等级；对资格审及定升等年资均有适当规定，担任助教、讲师有一定年资、有特殊成绩并有著作者，均应按照规定升格为教授或副教授，不受“留学返国”的限制。同时，对教师实行奖励的办法，凡“合格教员，可准休假进修，并发给研究费讲助金，其资深望重者，经过同科目教授之选举，可以担任部聘教授”。
以上措施的实行，一定程度上调动了教师的积极性，使学校的教学质量与科研水平都有一定提高，出现了一些高质量的学术成果。文科方面，如闻一多的多种文学史著作、王力的语法理论、钱穆的《国史大纲》、贺麟、汤用彤的哲学、逻辑课；理科方面，如华罗庚的《堆垒素数论》，王竹溪的《热学问题之研究》等，都在中国教育史上有重要地位。
其三，改进考试办法。陈立夫认为考试是促进学生学习的重要手段，也是检查学生学习成绩的主要方法，而以前考试有不少弊病，应该加以改进。
大学入学考试以前是各校单独命题，陈立夫认为这种考试办法增加了应考学生的困难，因为战争时期，交通困难，学生为参加各大学的考试，到处奔波，十分不易。而且，这种考试使各校录取新生的成绩相差悬殊。为了整齐学生的入学水准，解除学生应考奔波的困难，陈立夫决定，从1938年度起实行在后方19省市分区实行大学入学统一考试办法，教育部成立统一的招生委员会具体执行。在各考区分设招生委员会，办理报名、考试及阅卷、录取等工作。
大学毕业考试以前只考最后一年所学课程，陈立夫担任教育部长后，决定在毕业考试时，实行4年内学生所学3种主要课目的总考，他认为：“此种办法可使学生对以往4年所有主要学科有一总复习，而不致支离破碎，比欧美各国的办法均胜一筹。”
对平时考试，陈立夫提出在学生中举行“学业竞赛”考试，由学生自由参加，成绩最优者及次优者均得奖励，并在学校公布。
通过改进考试办法，较好地激发了学生学习的积极性，学校不仅为抗战和战后建设输送了大量人才，而且还培养出了后来获得诺贝尔奖的杨振宁、李政道这样的优秀人才。
第四，实行贷金制度。当时处于战争，一些青年流离失所，要读书十分困难，陈立夫认为这些学生不但要教，还要养，便设立贷金制度。即由学生向国家贷款维持生活，进行学习，将来出校后还款。但后来法币贬值，按初借数目偿还，等于不还，因此陈立夫指示教育部向财政部申请，索性将贷金制改为公费制。据当时的统计，战时由中学至大学毕业，全部靠贷金或公费完成学业的，大约有128万人。陈立夫认为，这笔费用虽大，但成就是了不起的。好多年后，当杨振宁、李政道获诺贝尔奖后，都写信告诉陈立夫，他们是靠贷金读完大学的，陈立夫听后深感欣慰。
陈立夫对中国教育的改革可谓用心良苦，颇费艰辛，这种改革也不是没有问题，当时就有一些学者有异议，“以为妨害讲学与研究的自由”。但从总体上来说，还是应该肯定的，它对于建立中国的现代大学教育的基本框架，促进中国教育的发展，奠定了基础。烽火中的前进
在陈立夫的领导下，通过教育界广大人士的艰苦努力，在抗日战争纷飞的炮火中，中国的教育不但没有萎缩，反而在艰难困苦中蹒跚前进。
大学教育方面。原有大学内迁后很快复学，顽强地存在和发展。同时，为了适应战时对医、工等技艺人才的需要，设立了一些专科学校。增设这些学校，需要各种器材设备和建立很多专门实验室，需要大量经费，陈立夫通过各方活动，往往能够筹得巨款，用于新校的创设。陈立夫还认识到发展教育，最重要的是师资，因此首先要发展师范教育，他除在几所综合大学设立师范学院外，还创立了男女师范学院各一所，又增设了贵阳师范学院、南宁师范学院、湖北师范学院等，将西北联大的师范学院独立出来，改称西北师范学院。为了训练社会教育人才和音乐人才，还设立了社会教育学院和国立音乐学院。为了改变高校内迁后一些地方高等教育的空缺，在江西省设立国立中正大学、在浙江省设立国立英上大学等。这些举措，使大学教育能稳步发展。
中等教育方面。教育部只是决定政策方针，监督地方教育行政部门具体办理，但在战时情况下，也有例外的措施。
第一，由于战争，当时很多中等学校教师、学生都举家流亡，到内地后，教师失业、学生失学。陈立夫认为，必须妥善安置，同时又不能让后方省份增加经费。于是，由国家投资，在内地创办了国立中学31所、国立华侨中学3所、国立师范学校13所，安置了大量教师和学生。
第二，规定各类中等学校划分学区。1938年，陈立夫主持制定了《各类中等学校划分学区办法》，颁令各省执行。这一办法要求各省根据其人口、交通、经济、文化发达情形，分别划定三类中等学校（即中学、师范、职业学校）校区，分区设置各类学校，以免重复。其中学区则注意小学升学儿童之比例；职业学校区则注意配合地方经济之发展；师范学校区则注意区内小学师资之需要。这一办法的实行，保证了战时中等教育在区域和比例方面达到合理的分配。
第三，统一课程与教科书。教育部对中等学校的课程实行统一，1940年公布了《高初级中学教学科目及时数表》，1941年又公布了各科目的课程标准，要求各地执行。其所用教科书也由教育部统编，交由各书局印制，发放各学校使用。
以上措施，当时虽有人批评陈立夫“统制思想”，“与民争利”，但在战时特殊情况下，还是值得肯定的，对中等教育的稳定与发展，起到了一定作用。
国民教育方面。国民教育过去为地方政府所主办，抗战时期，陈立夫领导的教育部也积极推进。新县制实行后，要求每乡设立中心学校，每保设立国民学校，而学校教育要求有儿童、妇女、成人三部分。为适应这一变化，教育部设立了国民教育司，主管义务教育和失学民众的补习教育。教育部还专门拟定了《国民教育法》，为立法院通过后，于1944年公布执行。为了很好推行国民教育，教育部制定了《国民教育实施纲要》，计划分期实行，最后使入学儿童达到学龄儿童90％以上，入学民众达到失学民众60％以上。后仅实施了两期，到1944年，实施国民教育的后方19个省市已设立国民学校25万多所，平均每三保有两所学校，离每保一校之规定，已不太远，入学儿童已占学龄儿童总数70％以上。应该说，在战争年代，这一成绩是很可观的。
社会教育方面。陈立夫认为，社会教育虽是无形的，但在日本侵略的紧急关头，社会教育对人心士气的振奋，同仇敌忾心理的激发，是有相当大作用的。陈立夫对与社会教育有关的文物十分重视，在高校内迁的同时，他分出很大精力主持文物内迁。文物到内地后，陈立夫亲自勘定馆址，指挥安放，要求尽快复馆，对外开放，以资育人。除恢复、发展原有的中央博物馆、北平图书馆、故宫博物院等外，还在重庆创设了中央民族教育馆、国立礼乐馆、中央美术馆等；在兰州筹设西北图书馆、甘肃科学教育馆、国立敦煌研究所等。这些机构逐步发展，后来都颇具规模，发挥了社会教育的功能。
为鼓舞人心，宣传抗战，1938年，教育部还组织4个巡回戏剧教育队，到各地巡回演出，起到了很好的社会教育作用。陈立夫认为电影、播音是最有效的社会教育工具，他入主教育部后，在社会教育司增设一科，专门管电化教育，1942年创设中华教育电影制片厂，并成立电化教育巡回工作队，分赴19个省市巡回示范，深受各地欢迎。
边疆教育方面。1939年，全国教育会议通过了陈立夫主持制定的《推进边疆教育方案》，1941年，教育部制定的《边地青年教育实施纲领》由行政院颁布，确定“蒙藏及其他各地之人民，其语言文化具有特殊性质者”，为实施边疆教育的范围。规定边疆教育由教育部主管，过去由中央政治学校，蒙藏委员会，中央组织部办的边疆学校，一律划归教育部主管。
陈立夫深感责任重大，花了很大精力来促进边疆教育的发展。第一，派员考察边疆各地。除零星派员到察哈尔、绥远、宁夏、青海、甘肃，新疆等地考察外，教育部还组织了一个大型的西南边疆考察团，从1939至1940年在四川、云南、贵州、广西等地考察，了解情况，提出建议，最后由教育部形成措施，进行施行。第二，开展边疆学术研究。在中央大学、西北大学设立边政学系，在其他一些有条件的大学设立边疆建设科目及讲座，1944年还设立了边政学院，对边疆历史、文化、社会等进行研究。第三，译印教材。由于边疆地区经济落后，没有条件自印教材，陈立夫指示教育部置办文印机件，用蒙、藏、回文译印小学国语、常识课本，分发边疆各地应用，后来逐步将其他教材译印，同时编印蒙藏辞典及其他补充读物。这样，边疆教育得到了一定发展。
蒋介石曾三度下野，每次必到溪口的妙高台，积蓄再次出山的力量。在发展教育的同时，陈立夫担任教育部长期间，极力加强国民党对学校的控制，想尽办法将CC力量渗透于学校中，以实现其党化教育的宗旨。
1939年，陈立夫主持制定了《大专学校组织要点》，共12条，确立了国民党领导的“以党治校”体制，规定学校领导人必须加入国民党，并在各校设立国民党区党部和三青团分团部，1939年起还在各校增设了训导处。“要点”规定国民党区党部“协助学校行政”，党部书记“得列席校务会议”；三青团分团部“协助学校训育”，训导处执行党部或三民主义青年团之委托事项。这就使学校置于国民党的直接领导与严密控制之下。
为了强化对学生的思想控制，陈立夫主持制定了《中等以上学校导师制纲要》、《青年训练大纲》、《训育大纲》等，规定学生要“耳听心唯，时时刻刻心领袖之心，行领袖之行”，要“格物、致知、正心、诚意”等。1939年，由陈立夫主持的全国教育会议确定以“礼、义、廉、耻”四个字为全国各级各类学校的校训，并将训练国民党员的《党员十二守则》来要求学生，即要学生做到忠勇、孝顺、仁爱、信义、和平、礼节、服从、勤俭、整洁、助人、学问、有恒等。总之，国民党的党义加上中国封建社会的旧道德，就是所谓训育的主要内容。
陈立夫还指使CC特务在学校大肆活动，对有进步思想或抗日论的师生，进行严密监督，甚至实行绑架、逮捕、杀害等。
陈立夫在主掌教育部时，虽然有所成绩，但他在教育界势力的膨胀也引起蒋介石的不安和国民党其他派系的不满，特别是在学校实行的思想强化政策和特务政治，激起广大师生的反对。于是，在抗战即将胜利的1944年底，蒋介石重调朱家骅任教育部长，陈立夫只好将教育大权归还于朱，黯然离开了教育界，此后，再也没有涉足。
对于在抗日战争非常时期担任教育部长的这段经历，陈立夫是十分留恋的，他认为自己在主掌教育部时，还是做了不少的工作，也颇有一番政绩。1984年，已经84岁高龄的陈立夫写了一篇《回忆抗战期间的教育》，追思往事，他不无得意地总结道：“从民国二十六年七月七日卢沟桥事变起到三十四年八月日本投降的八年抗战期间，我整整地担任了六年十一个月的教育部长（二十七年一月至三十三年十二月），主持战时教育行政。在这几年中，抚辑流亡学生，重振后方弦歌，扩展各级教育，改进并创建教育制度、厘定课程标准，收回‘文化租界’，创设训育规范、发扬民族文化，发起建教合作制度，征调及训练10万学生为青年军直接参加抗战工作，确实做了不少的事”。机构虽小，地位确高