Dưới thời này, Nhật Bản dần dần tiếp thu khoa học và công nghệ phương Tây (gọi là Lan học, hay "rangaku", "học vấn của người Hà Lan") qua thông tin và những cuốn sách của thương nhân Hà Lan ở Dejima. Lĩnh vực học tập chính là địa lý, dược học, khoa học tự nhiên, thiên văn học, nghệ thuật, ngôn ngữ, cơ học ví dụ như nghiên cứu về các hiện tượng điện, và khoa dược học, với ví dụ về sự phát triển của đồng hồ Nhật Bản, hay wadokei, chịu ảnh hưởng của kỹ thuật phương Tây.

Sự hưng thịnh của Tân Nho giáo là sự phát triển tri thức quan trọng dưới thời Tokugawa. Nho học vẫn hoạt động tích cực ở Nhật Bản nhờ các nhà sư, nhưng dưới thời Tokugawa, Nho giáo đã thoát ra khỏi sự kiểm soát của Phật giáo. Hệ tư tưởng này đã thu hút được sự chú ý về một cái nhìn thế tục về con người và xã hội. Chủ nghĩa nhân đạo, chủ nghĩa duy lý, và viễn cảnh lịch sử của học thuyết Tân Nho giáo hấp dẫn giới quan lại. Cho đến giữa thế kỷ 17, Tân Nho giáo là hệ thống triết học hợp pháp thống trị nước Nhật và đóng góp lớn cho sự phát triển các hệ tư tưởng kokugaku ("Quốc học").

Các nghiên cứu sâu và ứng dụng rộng rãi của Tân Nho đóng góp lớn trong việc thay đổi trật tự chính trị xã hội từ các quy tắc phong kiến đến đẳng cấp và các quy tắc định hướng cho những nhóm lớn trong xã hội. Luật lệ của nhân dân và các nhà Nho dần được thay thế bằng luật pháp. Các luật mới được phát triển, và các thể chế hành chính mới ra đời. Luận thuyết về chính quyền mới và cái nhìn mới về xã hội nổi lên với một sự cai trị toàn diện của Mạc phủ. Mỗi người có một vị trí riêng trong xã hội và phải làm việc để hoàn thành nhiệm vụ của đời mình. Cai trị nhân dân bằng nhân đức của những người có trách nhiệm thống trị. Chính quyền có quyền lực tuyệt đối nhưng có trách nhiệm và nhân đạo. Mặc dù hệ thống đẳng cấp bị ảnh hưởng của Tân Nho nhưng không giống nhau. Trong khi binh lính và tăng lữ ở dưới cùng của hệ thống đẳng cấp Trung Hoa, thì với Nhật Bản, tầng lớp này được coi là tầng lớp thống trị.

Thành viên của tầng lớp samurai tôn trọng triệt để truyền thống bushi (võ sỹ) với một sự quan tâm mới trong lịch sử Nhật Bản và đỉnh cao là tư tưởng của các nhà Nho đang nắm quyền, dẫn đến sự ra đời của khái niệm bushido ("võ sỹ đạo). Một lối sống khác --chōnindō—cũng ra đời. Chōnindō (lối sống của người thành thị) là nét văn hóa riêng biệt nổi lên ở các thành phố như Osaka, Kyoto, và Edo. Nó khuyến khích lòng khao khát đạt đến những chuẩn mực bushido—-siêng năng, trung thực, trọng danh dự, trung thành và thanh đạm –trong khi pha trộn niềm tin của Thần đạo, Tân Nho và Phật giáo. Nghiên cứu về toán học, thiên văn học, bản đồ học, kỹ sư, và nghề y cũng được khuyến khích. Người ta nhấn mạnh đến tài hoa của người thợ, đặc biệt là trong nghệ thuật. Lần đầu tiên, người dân đô thị có được khả năng vật chất và tinh thần để theo đuổi những hình thức văn hóa đại chúng mới. Họ kiếm tìm thú vui, hay còn gọi ukiyo ("phù thế"), quan niệm về thế giới của thời trang, giải trí, và khám phá đẳng cấp mỹ học trong các vật dụng và hoạt động thường ngày, bao gồm tình dục (shunga, "xuân họa"). Những phụ nữ giải trí chuyên nghiệp (geisha), âm nhạc, kịch nghệ, Kabuki và bunraku (múa rối), thi ca, văn học, và nghệ thuật, ví dụ như những bản khắc gỗ tuyệt đẹp (còn gọi là ukiyo-e), là tất cả những mảng của bức tranh nghệ thuật đang nở hoa. Văn học huy hoàng với những ví dụ về tài năng kịch nghệ Chikamatsu Monzaemon (1653-1724) và nhà thơ, nhà văn tiểu luận, và du ký Matsuo Bashō (1644-94).

Tranh in Ukiyo-e bắt đầu được sản xuất từ cuối thế kỷ 17, nhưng năm 1764 Harunobu sản xuất bản in nhiều màu đầu tiên. Thế hệ họa sĩ tranh in tiếp theo, gồm có Torii Kiyonaga và Utamaro, vẽ những bức tranh thanh nhã và đôi khi sâu sắc về các cô gái thanh lâu. Trong thế kỷ 19, nhân vật nổi bật nhất là Hiroshige, người tạo ra những bản in phong cảnh lãng mạn và có gì đó ủy mị. Hình dạng và góc nhìn lạ lùng về phong cảnh qua cái nhìn của Hiroshige với các tác phẩm của Kiyonaga và Utamaro, nhấn mạnh các mặt phẳng và phác thảo bằng những đường kẻ mạnh mẽ, sau này có ảnh hưởng sâu sắc đến các họa sĩ phương Tây như Edgar Degas và Vincent van Gogh (xem Japonism).

Phật giáo và Thần đạo đều quan trọng dưới thời Edo. Phật giáo, kết hợp với Tân Nho giáo, đưa ra tiêu chuẩn cho lối ứng xử trong xã hội. Mặc dù không có quyền lực chính trị hùng mạnh nhưng trong quá khứ, Phật giáo vẫn được tầng lớp trên tin theo. Lệnh cấm Công giáo giúp Phật giáo hưởng lợi vì Mạc phủ yêu cầu tất cả mọi người đăng ký tại các chùa. Sự phân chia cứng nhắc của xã hội thời Tokugawa thành các phiên, làng, phường và hộ gia đình đã giúp tái lập lại sự gắn bó với Thần đạo ở các địa phương. Thần đạo tạo thành chỗ dựa tinh thần cho những mệnh lệnh chính trị và là sợi dây buộc chặt cá nhân với cộng đồng. Thần đạo cũng giúp bảo tồn văn hóa dân tộc.

Thần đạo cuối cùng được cho là sự sáp nhập của chủ nghĩa duy lý Tân nho và chủ nghĩa duy vật. Phong trào kokugaku nổi lên từ sự tương tác của hai hệ thống niềm tin này. Kokugaku đóng góp vào chủ nghĩa dân tộc coi Thiên hoàng là trung tâm ở Nhật Bản hiện đại và sự phục sinh của Thần đạo với vai trò quốc giáo trong hai thế kỷ 18 và 19. Kojiki, Nihongi, và Man'yōshū đều được làm mới theo tinh thần Nhật Bản. Một số người theo chủ nghĩa thuần túy trong phong trào kokugaku, như Motoori Norinaga, thậm chí còn chỉ trích ảnh hưởng Nho giáo và Phật giáo — và thực tế là các ảnh hưởng từ bên ngoài — vì đã làm ô uế lối sống cổ xưa của nước Nhật. Nhật Bản là đất nước của kami và như vậy, có một định mệnh đặc biệt.