张作霖所采取的第一个措施就是加强课余时间的职业教育，将职业教育寓于普通教育中。为此，他特于1917年12月2日训令各道尹、省辖各学校，强调学校教育务注重实用。要求“所有中小男女各校，对于图画、手工、算术各课程，毋徒专求美观，务当注重实用主义”，以使学生全面发展。

他还派人对全省的职业教育状况进行调查摸底，以了解各地方究竟需要何种人才，何种职业最受欢迎等情况，以便制定实施职业教育之标准。张作霖还指定办理职业学校专款抽收园圃捐，用作此项专款，使奉省教育的发展有了可靠的经济保证。

在张作霖的一再催促下，各地方加紧进行职业学校筹建工作。到1929年，全省的职业学校总数达45所，省立6所，县立39所，在校生4798人。

鼓励青年出国留学

1916年夏天，张作霖下令对奉省20个县的留学生进行调查统计，看奉天省到底派出了多少留学生。当他发现整个奉省在日本留学的仅有68人时，张作霖摇头了，这也太少了，不够用啊。于是，张作霖于1917年6月和12月，分别派出两批公费留学生，入日本高等预备学校学习。这些留学生真给张作霖争气，两年后，就有26人以优异成绩考入日本官立学校学习，居全国第二。到了1918年，仅仅两年之后，奉省的留日学生即达150余人，翻了一倍还多。等到1925年，奉天省已有232名留学生到外国学习。

为便于掌握留学生情况，张作霖还特派有经验的经理员到日本，对留学生加以管理，制定《奉天省管理留日学生暂行规则16条》，要求必须遵守。 1919年日本物价飞涨，留日学生在生活上遇到了一些困难，为使学生安心向学，张作霖下令对公费学生增加学费额数，对自费生由教育厅制定了《奖励自费留日学生办法》、《奖励留日专门大学自费规程》。规定自费生考入奉省指定的专门大学，学习指定学科者，给予额定的奖励金，奖金额数根据所在学校学科程度、地方生活状况和学年考试成绩，分为甲乙丙三等，分别每年给日金600、500、400元。

1917年-1928年，为培养军事人才，张作霖先后派出200余名留学生，去日本、法国各军事专科学校学习，如日本的陆军大学、步兵专门学校、骑兵专门学校、炮兵专门学校、航空专门学校，法国的毛兰纳和高特龙航空专门学校、法国陆军学校等。这些人回国后，均被委以重任，成为奉系的骨干，如何柱国、邹作华、杨正治、盛世才、徐英、孙铭九等人。

同时，为发展东北经济，增强实力，张作霖还向日本、美国、英国、法国、德国、比利时、奥地利、瑞士等国派送理科、工科、机械科等各类学科人才600人。这些人员学成回国后，由教育厅逐一考察学生，酌量提出任用意见，张作霖亲自审查批准任用，基本都被分配到重要部门，为奉省的经济建设作出重要的贡献，东北才能有了张学良统治时期的十项全国第一。

张作霖统治时期，还特意选派一些女学生出国学习。 1923年，奉天省教育厅指令驻日经理员蔡多祥，调查选择在日留学的女生，视情况给以奖励。奉天省黑山县女子周淑清伴黎元洪之女黎绍芬赴美留学，于1923年远隔重洋向张作霖条陈，“奉省于刷新百政之中，有遣派女生留学西洋之必要。”对于一个名不见经传的小女子的条陈，张作霖也非常重视，在批文中写道:“仰教育厅查核办理具报。”

宁可少养五万兵也要办东北大学

第一次直奉战争后，张作霖在整军经武的同时，再次狠抓教育。他欣然采纳奉天省长王永江、教育厅长谢荫昌的建议，创办东北大学，并对王永江说:“我没读过书，知道肚子里没有墨水子的害处，所以可不能让东北人没有上大学求深造的机会，岷源(王永江的字)，一切事我都交给你了，开学越快越好。用钱告诉我，不管多少，我宁可少养五万陆军，但东北大学是非办不可。”

成立东北大学本是中国自己的事情，可是日方得悉东北当局要自己办大学之讯，日本驻奉天总领事竟公然向王永江提出“劝告”:“听说你们要办大学，那可不容易呀！又费钱，又没人。你们要读理工科，我们已有‘旅顺工科’；你们想学医，我们早有‘南满医科大学’；你们愿学文法科，也可以派留学生到帝国大学去上学，大日本政府将予以优待，给予官费补助。你们何苦自不量力，自寻苦恼，而去自办大学呢？”王永江当即将此谈话报告给张作霖。张作霖听后，十分气恼:“妈拉巴子，他们越是反对咱老张办大学，咱们就是非办不可。得快办，要办好，快出人才。”

1923年4月26日，东北大学正式成立，校舍暂用位于省城大南关的高校和文专两校旧校舍。后于北陵购置500亩地，开始动工兴建新馆。购地款除外，东北大学的基建费用即达奉洋600万元。 1925年，新校舍建成，其规模之大，功能齐全，在国内亦是首屈一指。