В 1728 г. епископ Лев (Юрлов) учредил школу (в составе низших классов) при архиерейском доме, с 1732 г. в ней действовали славянский и латинский классы, к 1744 г. школа прекратила существование. 31 мая 1745 г. епископ Феофилакт (Губанов) издал указ об учреждении семинарии, занятия начались в феврале следующего года, было набрано 150 учеников. В 1762 г. епископ Иоанникий (Павлуцкий) закрыл семинарию, студентов распустил, некоторых «употребил в чёрную работу» при архиерейском доме, других направил обучаться грамоте в славяно-российских школах в Воронеже и Острогожске. В 1764 г. при Благовещенском кафедральном соборе Тихон Задонский учредил образовательные курсы для священно- и церковнослужителей и мирян, в уездах назначил «способных людей» для катехизаторских бесед. В 1765 г. Тихон Задонский восстановил семинарию при архиерейском доме. В 1777 г. были открыты философский, богословский, в начале 1780 гг. – греческий классы, преподавали немецкий и французский языки, в 1779 г. был введён полный курс обучения. Семинария имела одну из лучших библиотек среди средних духовных учебных заведений. В конце XVIII в. там преподавал протоиерей Евфимий Болховитинов (впоследствии митрополит Евгений), начавший систематическое изучение церковной и светской истории Воронежского края. По его инициативе в 1798 г. открылась губернская типография, где в 1800–1801 гг. было издано «Историческое, географическое и экономическое описание Воронежской губернии». Протоиерей Евфимий Болховитинов был автором трудов, посвящённых Воронежским архипастырям и семинарии. В 1817 г. духовная семинария была переведена из архиерейского дома в особое здание. В 1854 г. при семинарии открылось миссионерское отделение, где изучали старообрядчество и сектантство. В 1901 г. в семинарии обучались 572 студента. В 1766–1779 гг. действовала семинария в Черкасске, основанная по указу Тихона Задонского для обучения детей священно- и церковнослужителей Области Войска Донского, которое должно было обеспечивать семинарию. Она просуществовала недолго из-за проблем финансирования. Тихон Задонский открыл духовные училища в Черкасске, Ельце и Острогожске, с 1781–1783 гг. действовали духовные училища в Донецком Предтеченском и Донецком Успенском монастырях. В 1766–1768 гг. работали школы чтения, письма и пения в Ливнах, Ельце, Лебедяни, Коротояке и усть-медведицком Преображенском монастыре. С 1880 гг. Острогожские епископы возглавляли епархиальный училищный совет, имевший 12 уездных отделений. В 1897 г. при нём была учреждена постоянная школьная комиссия. В начале XX в. в епархии действовали духовные училища: Воронежское (с 1817 г.), Задонское при задонском Богородицком мужском монастыре (с 1818 г.), Бирюченское (с 1818 г., приходское), Павловское (с 1819 г.). К этому времени прекратили существование Новочеркасское, Острогожское, Усть-Медведицкое, Коротоякское, Ольховатское училища. В 1865 г. открылось епархиальное женское училище, в 1875 г. – Воронежская учительская семинария. При монастырях и училищах существовали псаломщицкие классы. С начала XIX в. в южных уездах епархии существовали народные школы. В 1803 г. было решено открыть 178 сельских приходских училищ. В 1872 г. в епархии действовали 76 церковноприходских школ, в 1901 г. – 900 школ, в том числе пять второклассных, два двухклассных, 505 одноклассных, 386 школ грамоты и образцовые школы при семинарии (с 1886 г.) и епархиальном женском училище (с 1898 г.). В начале XX в. в епархии насчитывалось 275 церковных попечительств, внимание которых было обращено на церковные школы, содержание храмов и причта.