El plan ilustrado era un proyecto de reforma en profundidad de la sociedad española, y por tanto tenía que comprender la educación y la reforma educativa.
El panorama español antes de las reformas de Carlos III era lamentable, por proliferación caótica y conservadurismo reaccionario, al ser beneficencia social practicada por las órdenes religiosas y las instituciones eclesiásticas.
La enseñanza primaria y secundaria se impartía en conventos y casas parroquiales, con algunos centros privados de latinidad, que preparaban para la enseñanza universitaria. Jesuitas, dominicos, agustinos y franciscanos adquirieron fama por su rigor y pericia en la formación de la juventud, pero enseñando a través del latín y del método de la escolástica.
También era conflictiva y caótica la enseñanza universitaria, pontificia o regia. Las Universidades fueron fundadas por bula papal y aprobadas por el rey; y en el siglo XVIII era aún más conflictiva a causa del regalismo de los primeros Borbones. Muchas universidades dependían de órdenes religiosas, con disputas de escuela, de patronatos nobiliarios o incluso de fundación episcopal. Las más célebres eran las de Salamanca, Alcalá de Henares, Valladolid, Santiago de Compostela, Valencia y Sevilla.
Además existían conventos que se titulaban universidades, dominicos: Almagro, Ávila y Orihuela; benedictinos: Irache; jerónimos: San Lorenzo del Escorial; de fundación episcopal: Burgo de Osma y Baeaza; o de patronato nobiliario: Osuna y Oñate. En todas el dominio eclesiástico era total, con anarquía a nivel nacional, y sólo cuatro Facultades posibles (Artes, Teología, Derecho y Medicina), Artes y Teología en la mayoría de ellas, siendo Artes una prolongación de los estudios secundarios, y Teología formación del clero secular y regular.
Misioneísmo, métodos anticuados de enseñanza, apego a las disciplinas filosófico-teológicas, despego por las ciencias útiles, absentismo del profesorado, abusos en la provisión de cátedras, indisciplina e insuficiencia de dotaciones eran frecuentes por dos motivos:
1) el partidismo de diversas tendencias y escuelas, que muchas veces se despreciaban entre sí.
2) los métodos escolásticos de enseñanza basados en la memoria y el silogismo, sin experiencia, observación o análisis racional.
Los Colegios Mayores se fundaron durante los siglos XVI y XVII como protección a los estudiantes pobres, destacando el de San Bartolomé el Viejo en Salamanca, fundado en 1408; el de Santa Cruz en Valladolid, en 1480; el de San Ildefonso en Alcalá de Henares, en 1500; el de Cuenca en Salamanca, en 1506; y San Salvador y el Arzobispo en Salamanca, en 1517 y 1521.
Al fundarse a mediados del siglo XVII la Junta Real de Colegios se creó una red de intereses comunes entre ellos, pues los consejeros y camaristas de Castilla que componían la Junta tenían que haber sido colegiales. Se constituyó así una especie de casta cerrada e inmovilista, independiente del clero o de la nobleza, pero vinculada a ellos por lazos familiares. Esta casta acaparaba los puestos claves de la administración, las becas, las cátedras y los cargos rectores, monopolizando el gobierno y las funciones de la enseñanza superior. En Sevilla el rector del Colegio Mayor Santa María de Jesús solía ser el de la universidad, y lo mismo ocurría en el de San Ildefonso de Alcalá de Henares. Por lo que los seis Colegios mencionados se convirtieron en árbitros de la política universitaria, despreciando a los demás Colegios, y practicando abusos en admisión de alumnos, absentismo profesional, provisión de becas y cátedras, concesión de habitaciones individuales, etc. Muchas veces reinaba desprecio por la cultura, frivolidad de costumbres, licenciosidad de conducta, hipocresía y vanidad.
Luis Curiel afirma que en 1714 era falta grave que un colegial llevase un libro práctico. Aun así, sin los colegios de San Ildefonso en Alcalá de Henares, San Bartolomé el Viejo en Salamanca y Santa Cruz en Valladolid no habrían sido tan famosas sus universidades.
El Colegio de San Ildefonso de Alcalá de Henares fue prácticamente su universidad hasta que fueron trasladados a Madrid, pues fue diseñado por el arquitecto Pedro Gumiel, y el cardenal Cisneros colocó su primera piedra en 1498, siendo su fachada de Rodrigo Gil de Hontañón. Por esta Universidad-Colegio han pasado personalidades de la talla de Antonio de Nebrija, más ligado a la universidad de Salamanca, pero que en 1502 intervino como latinista en la Biblia Políglota Complutense, y en 1513 fue catedrático de retórica de la Universidad de Alcalá de Henares, en cuya ciudad murió en 1522.
Las Reformas universitarias del reinado de Carlos III fueron posibles gracias a la expulsión de los jesuitas en 1767, principal apoyo de los Colegios Mayores durante la primera mitad del siglo XVIII.
Manuel Lanz de Casafonda (1721-1785) escribió una durísima sátira contra los colegiales mayores y su excesivo predominio en Consejos y Audiencias, a los que considera causa de la decadencia española.
Francisco Pérez Bayer (1711-1794) arremetió también contra los Colegios Mayores y sus poderes universitarios, contando con la ayuda de Felipe Bertrán, obispo de Salamanca y autor de un Informe sobre los Colegios Mayores de Salamanca (1772). Y como ambos contaban con la protección de Manuel de Roda, entonces secretario de Gracia y Justicia, y el beneplácito de Joaquín de Eleta, confesor de Carlos III, se redactaron los decretos del 15 y 22 de febrero, y del 3 de marzo de 1771, que ordenaron una investigación.
En 1777 se promulgó la nueva ordenación de los Colegios, desapareciendo la Junta Central de Colegios, siendo elegidos los colegiales por el Real Consejo, suprimiéndose las ceremonias de admisión, prohibiéndose permanecer en el Colegio más de ocho años, quedando los colegiales obligados por los reglamentos universitarios y nombrándose inspectores que visitarían anualmente los seis Colegios citados, con lo que fue desapareciendo la casta colegial, democratizándose y uniformándose la enseñanza universitaria.
Gregorio Mayans y Siscar recibió en 1766 el encargo de redactar un nuevo plan de estudios universitarios, que terminó en abril de 1767 con el título de Idea del nuevo método que se puede practicar en la enseñanza de las universidades de España.
Valladolid, Salamanca y Alcalá de Henares renovaron materias y textos en 1771, Santiago de Compostela en 1772, Oviedo en 1774, Granada en 1776 y Valencia en 1786. La universidad de Sevilla se renovó con el Plan de estudios para la universidad de Sevilla (1768) de Pablo de Olavide, aprobado por el Consejo de Castilla en 1769, que también se opuso a los Colegios Mayores; considera el espíritu de partido de las distintas escuelas teológicas y el espíritu escolástico obstáculos para el progreso universitario, y se manifestó partidario de una centralización estatal que acabase con el atomismo. Siguieron las cuatro Facultades de artes, teología, derecho y medicina, añadiéndose un curso de matemáticas, llamándose Física la de artes, a la que se añadieron estudios de geometría, matemáticas, biología, ciencias naturales y física. Se suprimieron los cursos dictados y los apuntes de clase, y se propuso el uso de un libro de texto, que al principio tuvieron que ser extranjeros.
Así se centralizó y uniformó la universidad española, labor que terminó con el primer Plan de estudios general para todas las universidades (1807), con la universidad ya como servicio público. Pero las universidades españolas quedaron mediatizadas por el poder político, que fue introduciendo la ideología ilustrada, contra el deseo de las antiguas Facultades de Artes. Por lo que el Consejo de Castilla cambió los cursos de filosofía para dar paso a cursos de ciencias y matemáticas en 1778, si bien José Cadalso dijo que los profesores universitarios estudiaban a Newton, pero explicaban a Aristóteles. Lo que pudo no ser verdad, porque Juan Meléndez Valdés leía a Montesquieu, Rousseau, Voltaire, Condillac y estuvo muy influido por John Locke; en 1778 fue nombrado catedrático de Humanidades, cátedra que adquirió en propiedad en 1781. Cadalso, Somoza, Gallardo, Quintana, etc., se educaron también en las nuevas ideas, y se constituyó un grupo de profesores sensualistas, como fueron Juan Justo García, Miguel Martel, Salas y Núñez.
El cambio de mentalidad universitaria se apreció también en el Derecho natural y de gentes, con idea inicial de Mayans y Siscar, y la Historia del derecho natural y de gentes (1776) de Joaquín Marín y Mendoza.
Fuera de la universidad, la reforma educativa fue realizada también en el Real Seminario Patriótico Vascongado, las Sociedades Económicas del País, Academias militares y de Bellas Artes, etc. El Instituto de Gijón, fundado por Jovellanos en 1794, suprimió la enseñanza religiosa, implantó una tarde de descanso dirigido, extendió la enseñanza primaria a todos los niños, dio importancia a la educación física y estimuló el comercio, la artesanía, la industria y la agricultura.