Система образования включает три уровня: дошкольный, общеобразовательный и высший. Развитие дошкольного и общего образования является компетенцией муниципалитета, в то время как развитие высшего - государства. Образовательная инфраструктура города по состоянию на 01.01.2018 представлена 151 организацией дошкольного образования, 83 муниципальными общеобразовательными организациями, 20 муниципальными организациями дополнительного образования.
В целях развития образования в городе реализуются:
государственная программа Алтайского края "Развитие образования в Алтайском крае";
государственная программа Алтайского края "Доступная среда в Алтайском крае";
муниципальная программа "Развитие образования и молодежной политики города Барнаула на 2015 - 2024 годы";
план мероприятий ("дорожная карта") "Изменения в отрасли "Образование", направленные на повышение эффективности образования в городе Барнауле";
план мероприятий ("дорожная карта") "Повышение значений показателей доступности для инвалидов объектов и услуг в сферах образования, культуры, физической культуры и спорта, транспорта".
Современная модель дошкольного образования направлена на разностороннее развитие потенциала детей. Дошкольные образовательные организации города посещают свыше 38,4 тыс. человек. Все дети в возрасте от 3 лет обеспечены местами в детских садах, охват дошкольным образованием в возрасте от 1,5 до 7 лет составил 83,6%. За 2013 - 2017 годы в результате строительства новых, оборудования групп в функционирующих детских садах, реконструкции зданий под дошкольные организации создано 4110 мест.
По сравнению с 2012 годом численность детей, посещающих общеобразовательные организации, увеличилась на 22% и составила свыше 73,8 тыс. человек. С 2016 по 2017 годы работа по переводу школ на односменный режим обучения велась в рамках государственной программы Алтайского края "Создание новых мест в общеобразовательных организациях в соответствии с прогнозируемой потребностью и современными условиями обучения в Алтайском крае" на 2016 - 2025 годы. В результате модернизации и строительства новых школ за указанный период времени дополнительно создано 2700 учебных мест, в одну смену обучаются 69,4% школьников (51246 человек).
Проведена комплексная модернизация материально-технической базы 51 из 83 школ, за счет чего доля детей, обучающихся в общеобразовательных организациях, отвечающих современным требованиям, увеличилась до 85% (в 2012 году - 75%). Барнаульские школьники регулярно занимают призовые места на российских олимпиадах, как по естественно-научным, так и по гуманитарным дисциплинам. Ежегодно 40 талантливых ребят становятся муниципальными стипендиатами.
В четырех дошкольных и 21 общеобразовательной организациях города создана безбарьерная среда для получения качественного дошкольного и общего образования детьми с ограниченными возможностями здоровья.
На территории города расположены 14 организаций среднего профессионального образования, 7 государственных и один филиал организаций высшего образования. 17 апреля 2017 года ФГБОУ ВО "Алтайский государственный университет" присвоен статус опорного университета.
Вместе с тем, несмотря на успешное функционирование системы образования города, имеются проблемы, сдерживающие ее дальнейшее развитие:
сохраняется дефицит мест в дошкольных образовательных организациях для детей до 3 лет;