Huyện Đại Từ hiện có 34 trường mầm non, 28 trường tiểu học, 27 trường THCS và 5 liên cấp tiểu học - THCS. Năm học 2021-2022, 100% học sinh lớp 5 hoàn thành chương trình giáo dục tiểu học, 100 học sinh lớp 9 tốt nghiệp THCS, tỷ lệ học sinh lớp 9 thi đỗ các trường THPT, giáo dục thường xuyên đạt 87%... Ở cấp học mầm non, tỷ lệ trẻ đến trường đạt 70%.
Tính đến tháng 6-2022, toàn huyện có 90/93 trường công lập đạt chuẩn Quốc gia (đạt 96,8%). Năm học vừa qua, toàn huyện huy động được gần 19 tỷ đồng nguồn lực xã hội hóa cho phát triển giáo dục và đào tạo.
Năm học 2022-2023, huyện Đại Từ thực hiện sáp nhập trường tiểu học và THCS thuộc các xã: Phục Linh, Tân Thái, Quân Chu, Minh Tiến thành trường liên cấp tiểu học - THCS. Đồng thời, tiếp tục nâng cao chất lượng và hiệu quả giáo dục ở các cấp học; đầu tư cơ sở vật chất, sửa chữa các công trình trường học; sắp xếp và xây dựng đội ngũ giáo viên đáp ứng yêu cầu đổi mới của giáo dục. Huyện phấn đấu hoàn thành các chỉ tiêu: 100% trẻ em 6 tuổi được tuyển sinh vào lớp 1; 100% số học sinh lớp 5 hoàn thành chương trình tiểu học; tỷ lệ tuyển sinh vào lớp 10 THPT đạt 87%...
Dịp này, 1 tập thể của huyện Đại Từ được nhận Cờ thi đua của Chính phủ; 3 tập thể, cá nhân được nhận Bằng khen của Bộ Giáo dục và Đào tạo; 4 tập thể nhận Cờ thi đua của UBND tỉnh; nhiều tập thể và cá nhân được nhận Bằng khen của UBND tỉnh, Giấy khen của UBND huyện Đại Từ.