南京是中国近代教育的起点，19世纪末美国教会在南京开办了最早一批小学。1902年，三江师范学堂附设的附属中学（现南师附中）是南京最早的公立中学。至清末，南京共有公立小学40所，另有私立小学10所。1919年，东南大学附属小学开设幼稚园。1923年，陈鹤琴创办的鼓楼幼稚园（南京市鼓楼幼儿园）是中国第一所幼儿教育实验研究中心。 

截至2019年，南京有普通中学246所，在校学生26.07万人；中等职业学校22所，在校学生6.05万人；小学373所，在校学生44.66万人；幼儿园987所，在园儿童25.68万人。 

著名中学：南京外国语学校、南师附中、金陵中学、南京一中、中华中学、南京二十九中、南京九中、南京十三中、宁海中学等

著名小学：南师大附小、南京琅琊路小学、力学小学、北京东路小学、长江路小学等 

南京是中国高等教育资源最集中的五大城市之一，国家三大高等教育中心，国家四大科研教育中心，科教综合实力仅次于北京、上海，居全国第三位，有仙林大学城、江宁大学城和浦口大学城三个大学城，国家重点学科数量居全国第三位 ，南京高等教育毛入学率为61%，人均受教育超过14年，从南京走出的两院院士近200人。南京是中国最具教育发展力城市，中国高等教育重镇排行仅次京沪，中国最佳求学城市排名全国第三，世界最佳留学城市排名中国大陆第三。

截至2019年，南京有两院院士81人，普通高等学校53所（不含部队院校），在校学生73.54万人，研究生14.25万人，每万人拥有在校大学生数量居中国第一，每万人拥有在校研究生数量居中国第二，在南京的中国科学院和中国工程院院士数量居全国第三 。111计划高校9所及学科25个，仅次于北京。一流大学及一流学科建设高校共12所，稳居中国第三。