Розвиток капіталізму в Росії пред'являв «чимраз більший попит на інтелігенцію». Але мережа вищих навчальних закладів, що готували кваліфікованих спеціалістів, зростала дуже повільно. Майже до кінця століття в Києві був фактично лише один вищий навчальний заклад - «імператорський університет св. Володимира». Щодо духовної академії, створеної 1819 року на базі колишньої Києво-Могилянської академії, то її діяльність обмежувалася підготовкою «вченого» духовенства.
Як і раніше, університет мав 4 факультети: історико-філологічний (з відділами слов'яно-російської філології, класичної філології, історичних наук), фізико-математичний (з розрядами природничих і математичних наук), юридичний і медичний.
Число студентів в університеті після деякого скорочення у зв'язку з польським повстанням 1863 року знову почало зростати і на кінець XIX століття перевищувало 2 600 чоловік. У 60-70-і роки відбувається процес часткової демократизації студентства. Якщо напередодні скасування кріпацтва дворяни становили 61 проц. загальної кількості студентів, то в 1879 році процент їх знизився до 22, а число вихідців з духовенства та міщан значно зросло. Але після спаду хвилі революційно-демократичного руху царський уряд перейшов до політики відкритої реакції в галузі вищої освіти. Ліберальний університетський статут 1863 року замінюється новим, реакційним статутом 1884 року. (Цей статут діяв до 1917 року). Створюються всілякі перешкоди для вступу в університет демократичних елементів, підвищується плата за навчання (50 крб. в рахунок університету і 40-50 крб. в гонорар професорам).
Прийом жінок до університету, як і раніше, був заборонений. Лише під тиском передової громадськості і з метою відвернення молоді від поїздок на навчання за кордон царський уряд у 70-х роках дав дозвіл на відкриття в університетських містах вищих жіночих курсів. У Києві курси було створено в 1878 році у складі двох відділень - історико-філологічного і фізико-математичного. Викладали на них переважно професори університету. Обсяг і термін навчання також дорівнювали університетським, але закінчення курсів фактично не давало ніяких прав випускницям.
Вищі жіночі курси існували тільки на плату за навчання. Царський уряд, не асигнуючи жодної копійки на утримання курсів, встановив за ними ретельний нагляд і, як тільки появилась можливість, ліквідував їх. У 1886 році прийом нових слухачок до всіх вищих жіночих курсів був заборонений, а в 1889 році вони припинили своє існування. За 10 років на Київських жіночих курсах навчалося більш як тисяча жінок. Лише на початку XX століття в Києві було відновлено вищі жіночі курси.
Друга половина XIX століття ознаменувалася значним пожвавленням в усіх галузях наукової творчості, особливо в природознавстві. Київські вчені вносили помітний вклад у прогрес вітчизняної науки і техніки. В університеті працювало кілька талановитих дослідників у галузі фізики (М. П. Авенаріус, М. М. Шіллер), хімії (П. П. Алексеев, М. А. Бунге, з кінця століття - С. М. Реформатський), математики (В. П. Єрмаков, Б. Я. Букрєєв), біології (О. О. Ковалевський, І. Ф. Шмальгаузен, С. Г. Навашин, О. О. Коротнєв), геології (К. М. Феофілактов), астрономії (М. Ф. Хандриков), метеорології (П. І. Броунов) та інших природничих наук. Кілька видатних учених було на медичному факультеті. Серед них В. О. Бецанатом, основоположник учення про архітектоніку кори головного мозку, хірурги - учні і послідовники Пирогова - В. О. Караваєв, Ю. К. Шимановський, С. П. Коломнін, О. С. Яценко, учень видатного російського терапевта Боткіна - В. Т. Покровський, патологи Н. А. Хржонщевський, Г. М. Мінх, В. В. Підвисоцький, основоположник київської педіатричної школи В. Є. Чернов та інші.
При університеті діяло кілька природничо-наукових і медичних товариств, учасники яких провадили значну дослідницьку і науково-популяризаторську роботу, видавали збірники праць, підтримували зв'язки з іншими науковими установами, в т. ч. закордонними. Були створені товариства - дослідників природи (1869 p.), акушерсько-гінекологічне (1885 p.), фізико-математичне (1890 p.), фізико-медичне (1896 p.), психіатричне (1897 р.) та інші. За активною участю членів товариств у Києві відбулося кілька всеросійських наукових з'їздів, зокрема дослідників природи і