การศึกษาในจังหวัดร้อยเอ็ดได้ริเริ่มอย่างแบบตะวันตกนั้นได้เกิดขึ้นเมื่อปี พ.ศ. 2453 โดยพระครูเอกุตรสตาธิคุณ (โมง) เจ้าอาวาสวัดศรีมงคล (ปัจจุบันคือวัดสระทอง) อำเภอเมืองร้อยเอ็ด ตรงกับช่วงเวลาที่พระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัวทรงริเริ่มขยายการศึกษาไปสู่หัวเมืองต่าง ๆ ในปี พ.ศ. 2454 รัฐบาลจึงได้มอบหมายให้ราชบุรุษจันทร์มาเปิดโรงเรียนอย่างเป็นทางการที่วัดศรีมงคลโดยได้ตั้งชื่อว่า โรงเรียนวัดศรีมงคล ปลาย พ.ศ. 2456 จึงได้ย้ายมาทำการสอนที่อาคารที่ว่าการอำเภอเก่าริมคูเมือง พร้อมทั้งเปลี่ยนชื่อเป็น โรงเรียนประจำมณฑลร้อยเอ็ด และตั้งเป็นโรงเรียนประจำมณฑลร้อยเอ็ด (ร้อยเอ็ด มหาสารคาม และกาฬสินธุ์) ซึ่งภายหลังได้เปลี่ยนชื่อเป็น โรงเรียนร้อยเอ็ดวิทยาลัย

เนื่องจากโรงเรียนประจำมณฑลร้อยเอ็ดเปิดสอนเฉพาะนักเรียนชาย จึงได้มีการจัดตั้งโรงเรียนประจำมณฑลหญิงขึ้นในปี พ.ศ. 2462 โดยได้แยกออกมาทำการเรียนการสอนบริเวณนอกคูเมืองทางทิศใต้ ซึ่งปัจจุบันคือ โรงเรียนสตรีศึกษา ต่อมารัฐก็ได้พยายามส่งเสริมการศึกษาระดับมัธยมศึกษามากขึ้น โดยได้จัดตั้งโรงเรียนวิสามัญประอำเภอจนครบทุกอำเภอในปี พ.ศ. 2513 จนกระทั่งปัจจุบันจังหวัดร้อยเอ็ดมีการจัดการศึกษาในทุกระดับการศึกษาทั้งระดับอุมศึกษา อาชีวศึกษา การศึกษาขั้นพื้นฐานและการศึกษานอกโรงเรียน ทั้งในสังกัดกระทรวงศึกษาธิการและองค์กรปกครองส่วนท้องถิ่น

ดูที่ รายชื่อโรงเรียนในจังหวัดร้อยเอ็ด

ระดับอุดมศึกษา

• มหาวิทยาลัยราชภัฏร้อยเอ็ด
• มหาวิทยาลัยมหามกุฏราชวิทยาลัย วิทยาเขตร้อยเอ็ด
• มหาวิทยาลัยมหาจุฬาลงกรณราชวิทยาลัย วิทยาลัยสงฆ์ร้อยเอ็ด
• มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอิสาน วิทยาเขตร้อยเอ็ด ณ ทุ่งกุลาร้องไห้
• สถาบันการอาชีวศึกษาเกษตรภาคตะวันออกเฉียงเหนือ