Сфера образования города включает 1 высшее, 3 средне-специальных и 1 профессионально-техническое учебное заведение, лицей, 2 гимназии, 11 средних общеобразовательных школ, базовую школу, межшкольный центр допризывной подготовки, 34 дошкольных учреждения.

В городе расположено одно из крупнейших учебных заведений Республики Беларусь – Полоцкий государственный университет, где обучаются по дневной и заочной форме обучения более 14 тыс. студентов на 10 факультетах по 45 специальностям. По объему научных исследований, выполняемых по заказам промышленности, университет входит в ряд ведущих вузов страны. По ряду направлений (геодезия, нефтепереработка, трубопроводный транспорт) УО «ПГУ» является единственным высшим учебным заведением в Беларуси, ведущим подготовку кадров с высшим образованием. Университет успешно развивает международное сотрудничество по нескольким направлениям, участвует в европейских программах.