Dưới thời các chúa Nguyễn, hoạt động giáo dục chưa có gì nổi bật, như Lê Quý Đôn đã nhận xét trong Phủ biên tạp lục “Họ Nguyễn trước chuyên giữ một phương, chỉ mở thi hương song lại dùng lại tư, không chuộng văn học… Người đậu thi hương bắt đầu bổ làm tri phủ, tri huyện, chỉ coi việc kiện tụng, thứ nữa là làm ký lục thì chỉ giữ việc đòi thu thuế khóa, những kế lớn mưu lớn không hỏi han gì đến, còn bọn tiểu học hậu sinh thì cũng không thấy có sự nuôi dạy tác thành” [23, tr.226]. Tình hình giáo dục thời các chúa Nguyễn không phát triển một phần là do tình hình cụ thể của hoàn cảnh lịch sử lúc bấy giờ. Hầu như các chúa Nguyễn đều chú trọng đến việc dồn lực chống Lê – Trịnh ở miền Bắc và mở rộng địa bàn về phía Nam, nên để thực hiện quốc sách “Bắc cự, Nam tiến” nói trên, các chúa Nguyễn không có đủ thời gian và ngân sách để đầu tư vào hoạt động giáo dục đào tạo nhân tài. Hơn nữa, lúc này chính quyền Đàng Trong cần một đội ngũ quan lại có khả năng cai trị cũng như cầm quân tác chiến hơn là những người tinh thông Tứ thư ngũ kinh.
Hoạt động giáo dục nổi bật nhất của các chúa Nguyễn ở Biên Hòa bấy giờ là việc xây dựng Văn miếu Trấn Biên. Văn miếu được xây dựng năm 1715, vào thời chúa Nguyễn Phúc Chu. Năm 1698 khi Chưởng cơ Lễ Thành hầu Nguyễn Hữu Cảnh vào Nam xếp đặt đơn vị hành chính, vùng Đồng Nai bấy giờ đã khá trù phú với một thương cảng sầm uất ở phía nam là Cù lao phố. Nhằm từng bước nâng cao dân trí, đào tạo nhân tài cho vùng đất mới, 17 năm sau, năm 1715, chúa Nguyễn Phúc Chu sai trấn thủ Nguyễn Phan Long
và ký lục Phạm Khánh Đức xây dựng Văn miếu Trấn Biên. Sự kiện này đã được Đại Nam nhất thống chí và Gia Định thành thông chí ghi lại: “Đời vua Hiển Tôn năm Ất Vị thứ 25 Trấn thủ dinh Trấn Biên là Nguyễn Phan Long, ký lục Phạm Khánh Đức lựa chỗ đất dựng lên ban đầu” [26, tr.108]; “Năm Ất Mùi Hiển Tông thứ 25 (1715), trấn thủ dinh Trấn Biên là Nguyễn Phan Long và viên kí lục là Phạm Khánh Đức tìm đất để dựng” [54, tr.74]. Đây là văn miếu được xây dựng sớm nhất ở phía Nam, trước văn miếu Vĩnh Long (xây dựng năm 1864), Gia Định (xây dựng năm 1824) và cả văn miếu kinh đô Huế (xây dựng năm 1770). Việc xây dựng Văn miếu trước hết thể hiện tinh thần tôn sư trọng đạo, mặt khác Văn miếu đã khẳng định sự “có mặt” của chúa Nguyễn ở vùng đất mới khai phá này.
Việc xây dựng Văn miếu Trấn Biên đối với chúa Nguyễn có ý nghĩa như là sự khẳng định những giá trị văn hóa và cả về mặt chính trị ở một vùng đất mơí. Theo mô tả của sử sách, văn miếu Trấn Biên được xây dựng trên thế đất đẹp “phía nam hướng đến sông Phước, phía bắc dựa theo núi rừng, núi sông thanh tú, cỏ cây tươi tốt” [26, tr.108] như Trịnh Hoài Đức đã miêu tả trong Gia Định thành thông chí. Còn Đại Nam nhất thống chí ghi rõ hơn “phía nam trông ra sông Phước Giang, phía bắc dựa vào núi Long Sơn, là một cảnh đẹp nhất ở Trấn Biên” [54, tr.74]. Văn miếu Trấn Biên được xây dựng trong bối cảnh vùng đất Biên Hòa đã khá ổn định về chính trị, phát triển kinh tế- xã hội (có Nông Nại Đại Phố, có dinh trấn...) như một sự xác lập vị thế địa văn hóa - chính trị của vùng đất; đồng thời là sự tiếp nối văn miếu Thăng Long và truyền thống trọng học, trọng trí thức nhân tài của tổ tiên trải qua nhiều thế kỷ xây dựng quốc gia tộc lập tự chủ. Gắn liền với văn miếu Trấn Biên là một nền giáo dục phát triển khá sớm ở Biên Hòa - Đồng Nai lúc bấy giờ. Có thể nói, văn miếu Trấn Biên (phường Bửu Long, thành phố Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai) là công trình văn hóa lớn có vị trí khá quan trọng trong nền văn hóa, giáo dục
miền Đông Nam bộ nhằm nâng cao dân trí, đào tạo nhân tài cho vùng đất mới khai phá.
Văn miếu Trấn Biên có hai lần được trùng tu lớn: lần trùng tu thứ nhất vào năm Giáp Dần (1794), khi ấy, chúa Nguyễn Phúc Ánh sai Lễ bộ Nguyễn Hồng Đô lo việc trùng tu. Sự kiện này được Đại Nam nhất thống chí và Gia Định thành thông chí ghi lại “năm Giáp Dần (1794) đời Thế tổ Cao hoàng đế, Lễ bộ Nguyễn Đô phụng mệnh tu bổ, ở giữa dựng văn miếu, biển ngạch khắc chữ “Đại thành điện”, phía tây dựng đền Khải Thánh, biển ngạch khắc chữ “Khải Thánh điện”; phía đông là nhà kho, xung quanh xây tường gạch; phía tả là cửa Kim Thanh, phía hữu là cửa Ngọc Chấn, phía trước là cửa Đại Thành, giữa sân dựng các khuê văn, biển ngạch khắc chữ “Khuê Văn các”, trao chuông trống ở trên, trước cửa có cầu, phía tả là nhà Sùng Văn, phía hữu là nhà Dụy Lễ, bên ngoài xây tường vuông, phía trước là cửa Văn Miếu, tả hữu có hai cửa nghi môn; cột xà chạm đục, thể chế tinh xảo” [54, tr.74], “giữa làm Đại Thành điện và Đại Thành môn, phía Đông làm Thần miếu, phía Tây làm Dục Thánh từ, trước xây tường ngang, phía tả có cửa Kim Thanh, phía hữu có cửa Ngọc Chấn, chính giữa sân trước dựng Khuê Văn các treo trống chuông trên đấy, phía tả có Sùng Văn đường, phía hữu có Dụy Lễ đường. Chu vi bốn mặt ngoài xây thành vuông, mặt tiền làm cửa Văn miếu, phía tả phía hữu có cửa Nghi môn, rường cột chạm trổ, quy chế tinh xảo, đồ thờ có những thần bái, khám vàng, ve chén và đồ phủ quỹ biên đậu đều chỉnh nhã tinh khiết” [26, tr.108].
Lần trùng tu thứ hai vào năm Tự Đức thứ 5 (Nhâm Tý, 1852), sau khi hoàn thành văn miếu có qui mô lớn hơn trước: “năm Tự Đức thứ 5 (tức năm 1852) phụng mệnh tu bổ, văn miếu chính đường và tiền đường đều năm gian, lại dựng thêm hai dãy tả vu và hữu vu, mỗi dãy năm gian, đền Khải Thánh, chính đường và tiền đường đều ba gian, một tòa cửa giữa ba gian, một tòa cửa
trước một gian, một tòa kho đồ thờ ba gian, một tòa Khuê văn các hai tầng, ba gian hai chái, phía trước biển “đại thành điện” đổi thành “văn miếu điện” và “khải thánh điện” đổi làm “khải thánh từ” [54, tr.74,75], “chính đường và tiền đường đều năm gian, lại dựng thêm hai dãy tả vu và hữu vu, mỗi dãy năm gian, đền Khải Thánh, chính đường và tiền đường đều ba gian, một tòa cửa giữa ba gian, một tòa cửa trước một gian, một tòa kho đồ thờ ba gian, một tòa Khuê Văn các hai tầng, ba gian hai chái; phía trước, biển "Đại Thành điện" đổi làm "Văn miếu điện" và "Khải Thánh điện" đổi làm "Khải Thánh từ”” [26, tr.108].
Những lần xây dựng và trùng tu của Văn miếu Trấn Biên đều được các quan lại phụng mệnh chính quyền trung ương lúc bấy giờ thực hiện. Và trước 1802, hằng năm, đích thân chúa Nguyễn Phúc Ánh đến Văn miếu Trấn Biên hành lễ hai lần vào mùa xuân và mùa thu. Từ khi Gia Long lên ngôi ở Huế thì công việc đó được tiến hành bởi quan tổng trấn thành Gia Định, trấn quan Biên Hòa và quan đốc học. Văn miếu Trấn Biên – văn miếu đầu tiên ở phương Nam luôn luôn nhận được sự quan tâm của chính quyền trung ương và nhân dân tỉnh Biên Hòa.
Văn miếu Trấn Biên không chỉ có giá trị riêng đối với vùng đất Đồng Nai mà nó còn mang ý nghĩa văn hiến của cả khu vực Nam bộ, được người dân gọi là văn thánh miếu. Cần khẳng định lại rằng đây là văn miếu đầu tiên được xây dựng ở vùng đất phương Nam này, do đó, Văn miếu Trấn Biên là niềm tự hào của miền đông Nam Bộ, nó mang nhiều giá trị văn hóa, tinh thần lớn. Ðây chính là biểu trưng cho truyền thống học tập, hào khí và văn hóa của người Việt phương Nam. Văn Miếu Trấn Biên ở Ðồng Nai là sự tiếp nối truyền thống của Văn Miếu Quốc Tử Giám ở Thăng Long (Văn Miếu đầu tiên của nước ta, được xây dựng năm 1070) và là biểu tượng cho tinh thần hiếu học - trọng người tài. Dù đi đến đâu, tinh thần trọng học vẫn được đề cao và
những người tài luôn được người người dân kính trọng. Từ đó, chúng ta cũng hiểu vì sao cha mẹ đều làm hết sức để con cái được học hành và họ rất hãnh diện vì sự thành đạt của con cháu mình. Trên bước đường xây dựng và hoàn thiện một chính thể mới, người đứng đầu nhà nước (cụ thể là các chúa Nguyễn) đều ý thức được vai trò của học vấn đối với việc ổn định tình hình xã hội và đào tạo nhân tài giúp ích cho nước. Với ý nghĩa đó mà Văn miếu Trấn Biên ra đời và vẫn tồn tại cho đến ngày nay.