张作霖自幼家贫，无力就学，仅念了三个月的私塾。但就是这么一位在老百姓眼中胸无点墨、穷兵黩武的人物，后来竟然高度重视教育。在其当权时期，东北的教育取得了显著的成绩。
上书袁世凯
1915年2月，张作霖上书大总统袁世凯，专门指出奉天教育存在的种种弊端，并提出了整顿的措施，建议对学校加强管理。其时，张作霖仅是奉天城内小小的二十七师师长，虽说握有重兵，但无论如何与教育是挂不上边的。
张作霖在条陈中首先指出，奉天办学存在两大弊端：一在靡费过多，得不偿失；二是教授不得其人，仅是坐拥虚名，缺少实际才干。另外，他还提到，办学偏厚于高等小学，忽视初等小学，使师范毕业者不愿到初小就教。初小既乏良师，而毕业者亦无从升学。
张作霖的条陈马上引起教育部、国务院乃至袁世凯的重视，袁命国务院将该条陈转交教育部查照。
对于第一条，教育部“已于本年二月十九日通令各省斟酌地方财力，体察人民生活状况，竭力撙节，以杜虚糜”。对于第二条，教育部批道：“现在小学之必待整顿，亦诚刻不容缓。整顿之法，当从力节靡费，严定教员、管理员资格入手。庶使不能胜任之教员、管理员得以大加淘汰，于教育前途乃有澄清之望。”
4月9日，教育部训令各省民政长遵照办理。教育界闻之欢欣鼓舞，却不知此训令源自于一远在东北的赳赳武夫。
种种举措
1916年，张作霖上台伊始，即在一份教育条陈上批示：“学务为造就人才之所，振兴国家之基，关系最重，而奉天又处特别地位，若不从整顿教育入手，更无以希望。”看到省长如此重视教育，已停会两年多的奉天省议会马上重新开会，专门研究奉天的教育问题。会后，便将议案交给了张作霖。对于这一议案，张作霖进行了仔细的研究，并责令省署教育科制订整顿办法。
此后，张作霖凡遇奉天学务方面的事情，都积极推行：支持办学，严定经费，颁行法规，使奉天教育基本上进入了正常发展的轨道。
教育经费的短缺一直是制约奉省教育发展的主要因素。对此，张作霖认识深刻，他于1916年10月28日，训令各道尹重申省令，严责各县知事增加教育经费，要求各县每年的教育经费务占全县岁出总数的40％。此外，为防止挪用、侵占教育经费的情况发生，张作霖派专员赴各县调查教育经费的去向情况。
视学是“策进一省学务之人”，在教育发展中起着举足轻重的作用。为了严格视学制度，防止积弊产生，1917年7月6日，张作霖再次训令各道尹，在暑假期间完成各县视学调整撤换工作，不得连任。此举有利于杜绝徇私舞弊。1918年3月9日，他还训令视学不得受人供给，如遇招待应酬之事，“固宜婉言谢绝，藉保廉洁”。
除以行政命令加强教育管理外，张作霖还懂得运用法律武器来完善教育管理。在1919年10月，奉天省教育厅成立之前，由张作霖亲自过问而制定出来的关于奉天教育的地方法规就有二十多项，涉及教育行政，教育视导，教育经费，初、中、高等教育，师范、职业，社会教育等各个方面。这点恐怕是其他北洋军阀所无法比拟的。
大笔一挥：“准”
1916年12月6日，奉天公立工业专门学校校长孙其昌、奉天省立第二中学校长董宝麟、奉天省城第一高等小学校长魏福锡呈文给张作霖，建议派员赴吉、黑两省，协商联合向教育部争取设立东三省区域国立高等师范学校事宜，以培养中等以上教育人才。张作霖看完，当即大笔一挥签了个“准”字，并立即派孙其昌前往吉、黑促成此事。
1917年1月9日，张作霖以个人名义致电教育部，请设高等师范学校。电中将与吉黑两省商议的结果作了详述，提到两省已同意，协款三万元，并请教育部“先行允准”。但教育部以“于国立学校计划有关”为由，未批准。3月17日，张作霖又直接给教育总长发去咨文，进一步强调在奉省设立高等学校的必要性，并表达了举办高师的迫切心情。由于张作霖的积极争取，教育部初步同意将计划之内的最后一所国立高等师范学校设在奉天。
1918年12月1日，奉天国立高等师范学校正式成立。开学典礼上，奉天政务厅长史纪常前往宣读了张作霖的祝词。
如今的师范类院校学生免收学费，每月还有补助。但却很少有人知道，早在张作霖时期，奉天的师范学校就已免收学费了，而且还发给伙食费，这些费用全由奉天省政府埋单。人们常说，没有免费的午餐，可是奉天的师范学校不仅有免费三餐，而且标准还不低。例如奉天省立第一师范学校，学生伙食早餐为大米粥、咸菜；中午大米饭、四菜一汤，两荤两素；晚饭四菜一汤，皆为素菜。星期六午餐改善伙食，有坛子肉、木须肉、烧黄花鱼、烩海参等。另有其他如沈阳高等师范学校，伙食也是非常丰盛的。
此外，为确定奉省师范教育的施教方针，张作霖于1918年2月15日特召集全省师范校长来奉天，使其交流经验，“互换知识”，谋师范教育日臻完善。会议形成议案近二十个，张作霖是一一审阅、下发，令各地方议复并遵照执行。
兴办东北讲武堂
奉军的老班底，大部分来自绿林，没有受过正规的教育，既无政治远见，又无军事素养，打仗时仅凭一股蛮劲。这样的队伍小打小闹还可以，却无法适应张作霖兴兵关内、逐鹿中原的政治要求。雄心勃勃的张作霖认识到：要想雄霸天下，必须培养军事人才。
1915年，时任二十七师师长的张作霖为“集合吾旅团营军官研究战事，训练指挥造就将材”，呈请东三省总督赵尔巽批准，借用原讲武堂旧院落已停办的陆军小学堂的房屋器具，设立随军讲堂，培养青年军官。1918年，针对奉军“冲锋对垒勇敢有余，决策指挥学术不足”的现实情况，张作霖决定重新开办讲武堂，并追加大洋42218.75元为讲武堂临时开办费和经费，其校址就在小东门外。此后，张作霖不断加大对讲武堂的投入，1922年达到了现大洋 146765元。
东北讲武堂设备完善，教官也属于一流，故与保定陆军军官学校、广州黄埔军官学校、云南陆军讲武堂并称“中国四大军官学校”。为加强对讲武堂的监管，张作霖自任堂长。为引起奉系军官对讲武堂的重视，张作霖还规定：奉军中行伍出身的中下级军官，一律必须进入讲武堂学习。如果不能通过自身能力完成讲武堂的学业将会被淘汰，职位将由军校出身的军官所取代。而新任命的中低级军官，理论上必须是军校出身。
从1918年－1928年，讲武堂共办了8期，毕业人数为3500余名，成为奉系军官的重要培养基地。
