天元区现有义务教育学校41所，其中公办39所，民办2所。在校中小学生44965人。幼儿园96所，在园幼儿16383人。在职在编教师2018人。目前学校规模、学生人数均为株洲市城区第一。近年来，天元区委、区政府始终坚持教育优先发展、超前发展、跨越发展战略，确立了“均衡、优质、活力、特色”的教育发展思路，天元区教育局在区委、区政府的领导下，以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻党的十九大以及十九届二中、三中全会精神，全国、全省、全市教育大会精神，贯彻党的教育方针，以实施“奋进之笔”为总抓手，落实立德树人根本任务，深化教育改革，推进教育公平，发展素质教育，加快推进教育现代化。推进义务教育均衡发展工作获得省政府真抓实干成效明显地区的表彰；作为全省为一个县市区，成功申报湖南省“义务教育现代化”十三五教育科学研究基地；获评湖南省青少年校园足球试点区；成功申报省“十三五”规划课题；区教育局机关获评省级文明单位。

大力推行“六礼三仪”教育，培养学生良好品行和习惯，促进学生全面发展。举行了“红旗飘飘，引我成长”主题读书教育活动系列比赛、“少年讲坛”坛主选拔以及“传承红色基因”等主题教育实践活动。在“湖南省第23届戏曲小梅花选拔赛中”，天元区选送的8个戏曲节目，一举拿下3朵“小金花”、5朵“小银花”。天元小学的湘剧《沁园春 长沙》被推送参加“第23届中国少儿戏曲小梅花荟萃”，一举摘得“最佳集体节目”这一最高殊荣。建宁实验中学学生在全市“少年讲坛”活动中成功竞争了坛主，充分展现了天元学子良好素质。认真开展阳光体育活动，确保师生每天锻炼1小时。每周三节体育课，每日阳光体育活动确保了孩子身体健康。天元区被评为湖南省校园足球试点区，目前全国足球特色校已达9所。其中，建宁实验中学足球队夺得全省冠军，并代表湖南参加“全国青少年校园足球挑战赛”，成功闯进八强。圆满组织天元区第十九届中小学生篮球赛、第五届中小学生足球联赛；在湖南武术节上，三门中心小学集体项目获一等奖、最佳表演奖，个人项目获得9金、4银、2铜的好成绩。高度重视心理健康教育和生活技能培养。白鹤小学在劳动节前开展了以“幸福是奋斗出来的”为主题的教育周系列活动，泰山学校举行了“自理能力学习月”活动，天台小学开展了“我爱美丽早晨”活动等。滨江小学的青少年近视防控经验和《护眼操》在“传承优秀文化，树德感恩尊师”大型公益活动上推广。各中小学校教学质量稳步提升。2019年中考5A生人数，天元区保持了稳定、提升水平。建宁实验中学连续三年稳居全市初中第一集团地位，天元中学5A生人数较去年翻了一番，教育质量全市领先。

“百年大计，教育为本；教育大计，教师为本” 。为造就高素质的教师队伍，天元区在政治上给机会，选拔了38名后备干部，通过培训择其优者予以重任；事业上给发展，制定天元区学科带头人评选办法，按在编教师的5%评选每一届区级学科带头人；经济上给待遇，出台了《天元区城乡教育一体化校长教师交流工作实施意见》，给交流教师增发200—800元/月的交流补贴；培训上下功夫，稳步推进“星火、火炬、灯塔计划”三级研培体系，形成了“学校教研组—集团校（盟校）学科中心教研组—区教研室”三级研训网络，初步构建“盟校”交流“大校本”、课程体系“大研训”的模式；评职评优上倾斜，农村薄弱学校教师优先评职评优，鼓励和引导优秀教师向农村流动；活动中展风采，由全区各校90名教师组成的“天元之声教师合唱团”，在全市教育系统“咱们教育有力量”活动展演中，获得“优秀教师合唱团”称号，代表天元区在全市“唱响清风株洲·传播廉洁文化”活动中荣获金奖，充分展示了天元教师的艺术素养。教师补给上优先，通过重点院校招聘一批，面向社会公开招聘一批，“绿色通道”引进一批，出台了《天元区教育高层次人才引进和培养工作实施办法》，近年来共招聘、引进教师1050名，涵盖各个学科，优化了教师队伍结构。诸多办法、政策的出台和落实，使得天元教育涌现出一大批爱岗敬业、默默奉献的最美教师群体。目前，天元区共有特级教师3人，省、市学科带头人和骨干教师110人。