Hệ thống giáo dục của Virginia luôn nằm trong mười bang đứng đầu trong Đánh giá quốc gia về tiến triển giáo dục (NAEP) của Bộ Giáo dục Hoa Kỳ, các học sinh Virginia đạt kết quả trên mức trung bình trong tất cả các phạm vi môn học và các niên cấp được kiểm tra.[212] Báo cáo Quality Counts năm 2011 xếp hạng giáo dục K-12 (tiểu học cùng trung học) của Virginia tốt thứ tư toàn quốc.[213] Toàn bộ các đơn vị trường học phải tuân thủ các tiêu chuẩn giáo dục do Bộ Giáo dục Virginia đặt ra, trong đó duy trì một chế độ đánh giá và nhận biết được gọi là Các tiêu chuẩn học tập (SOL) nhằm bảo đảm trách nhiệm.[214] Năm 2010, 85% học sinh trung học tốt nghiệp sau đúng bốn năm.[215] Từ năm 2000 đến năm 2008, tỷ lệ nhập học tăng 5%, số lượng giáo viên tăng 21%.[216]

Các trường học K-12 công lập tại Virginia thường do các quận và thành phố điều hành thay vì cấp bang. Tính đến tháng 4 năm 2011[cập nhật], tổng số 1.267.063 học sinh nhập học tại 1.873 trường học địa phương và khu vực trong Thịnh vượng chung, trong đó có ba trường đặc hứa (charter school), và có thêm 109 trung tâm giáo dục thay thế và đặc biệt trong 132 đơn vị trường.[217][218] Bên cạnh các trường công lập phổ thông, Virginia còn có các trường Thống đốc và trường nam châm, tức trường có tuyển chọn. Các trường Thống đốc là một tập hợp gồm trên 40 trường trung học khu vực và chương trình mùa hạ với mục đích dành riêng cho các học sinh có tài năng.[219] Hội đồng Virginia về Giáo dục tư thục giám sát các quy định đối với 320 trường tư được công nhận chính thức cấp bang và 130 chưa được công nhận chính thức.[220][221] Năm 2010, Virginia có 24.682 học sinh tiếp nhận giáo dục tự học tại gia.[222]

Tính đến năm 2011[cập nhật], có 176 học viện và đại học tại Virginia.[223] Theo U.S. News & World Report về xếp hạng các học viện công lập, Đại học Virginia xếp hạng nhì (2010) còn Học viện William & Mary xếp hạng sáu (2008).[224][225] Đại học Thịnh vượng chung Virginia đứng đầu trong số các trường công cấp bằng tốt nghiệp đại học ngành mỹ thuật, còn Đại học James Madison được công nhận là có chương trình thạc sĩ công lập đứng đầu khu vực tại miền Nam Hoa Kỳ kể từ năm 1993.[226][227] Học viện Quân sự Virginia là học viện quân sự cấp bang lâu năm nhất và đứng đầu trong các học viện khai phóng công lập.[228][229] Đại học George là đại học lớn nhất tại Virginia với trên 32.000 sinh viên.[230] Học viện và Đại học bang lập Bách khoa Virginia và Đại học bang lập Virginia là những đại học tặng đất (land-grant) lớn nhất trong bang. Virginia cũng điều hành 23 trường cao đẳng cộng đồng và 40 giáo khu, phục vụ trên 260.000 sinh viên.[231] Trong bang còn có 129 trường đại học tư thục, bao gồm Đại học Washington and Lee, Học viện Randolph, Học viện Hampden–Sydney, Học viện Emory & Henry, Học viện Roanoke, cùng Đại học Richmond, Học viện Randolph-Macon.[223]