明清时期，南阳市区先后有8所书院，清末抗日前夕，南阳市区有小学达200多所，中学10余所。南阳拥有八所高等学校、十四所中等专业学校，是中国农科院、中国林科院的科技示范市。2000年3月，经国务院批准，南阳师专升格为南阳师范学院（河南文理学院），成为南阳历史上所省属全日制本科高等学校。2004年6月，南阳理工学院升本成功，成为南阳市第二所本科院校。2005年河南佛教学院批准成立，成为南阳市第三所本科院校。
2012年年末南阳市拥有研究生培养单位1个，拥有普通高等学校5所，成人高校1所。中等职业技术学校87所，普通高中71所，初中学校433所，普通小学3716所，特殊教育学校10所。