Au sein de l'Académie de Versailles, Boulogne-Billancourt fait partie, avec Issy-Les-Moulineaux, Saint-Cloud, Sèvres, Meudon, Garches, Vaucresson, Marnes-la-Coquette, Ville d'Avray et Chaville du bassin d'éducation de Boulogne-Billancourt.
La ville administre 16 écoles maternelles et 12 écoles élémentaires communales. Le département gère 4 collèges et la région Île-de-France 2 lycées publics.
Le lycée Jacques-Prévert, anciennement Paul-Bert, est le seul lycée public d'enseignement général pour une population attendue de près de cent trente mil habitants. Il offre :
une préparation au baccalauréat général (sections L, ES et S) ;
un préparation au baccalauréat sciences et technologies de la gestion, STG ;
une classe préparatoire aux grandes écoles BCPST ("Agro-Véto") ouverte en septembre 2008. Les jeunes boulonnais qui se destinent aux Grandes Ecoles sont obligés habituellement de s'inscrire en surnuméraires dans les lycées parisiens, Janson-de-Sailly, La Fontaine, Jean-Baptiste-Say, Claude Bernard, ou versaillais, Hoche, La Bruyère, "Ginette";
un Brevet de Technicien Supérieur, BTS Audiovisuel et Multimédia, très recherché par les sociétés de communication et d'audiovisuel de la ville qui sont parties prenantes à la formation. Un très faible nombre des candidatures est retenu pour les cent vingt places disponibles. Les étudiants bénéficient de deux plateaux de télévisions et de leurs régies très bien équipés.
Un second lycée d'enseignement général est envisagé pour le nouveau quartier de Billlancourt.
Le lycée polyvalent Étienne- Jules-Marey.
Le second lycée public, le lycée professionnel polyvalent portant le nom d’Étienne-Jules Marey, forment environ sept cents élèves aux métiers de
Entrée du lycée Notre-Dame de Boulogne, un établissement privé sous contrat.
Avec quatre écoles maternelles, quatre écoles élémentaires, deux collèges privés et un lycée, l'enseignement privé catholique de Boulogne forment la communauté scolaire Saint-Jean-Baptiste de Boulogne :
Ce dernier délivre le baccalauréat général (L, ES et S) et le baccalauréat sciences et technologies de la gestion (STG).
Depuis 1935, un enseignement privé sous contrat est dispensé dans le cadre des études de la Torah et du Talmud, depuis la maternelle jusqu'au lycée par le groupe scolaire Rambam, un des premiers établissements scolaires juifs à avoir été ouvert en France. Le lycée Rambam prépare au seul baccalauréat général (L, ES ou S), auquel il obtient régulièrement un taux de réussite élevé (classé septième du département par L'Express).
Les cours d'Aguesseau, collège et lycée privés sis 16 rue d'Aguesseau, luttent, depuis plus de quarante ans, par des classes à effectif réduit, des enseignants spécialisés, des études dirigées, contre l’échec scolaire avec un succès certain : une moyenne calculée sur vingt ans de 80 % de l'ensemble des élèves réussit soit au brevet des collèges soit au baccalauréat, ES ou S.
Le centre, installé dans l'ancien siège social de l'aluminier Carnaud Emballage, accueille deux facultés de l'université Paris Descartes présidée par la professeur Axel Kahn :
les enseignements de premières années de sociologie de la faculté SHS, Sciences Humaines et Sociales.
l'Institut de Psychologie, unité de formation et de recherche d'environ quatre mil cinq cents étudiants. L'IP Henri Piéron s'inscrit dans la tradition de la psychologie physiologique et expérimentale et forment non pas des psychothérapeutes et des psychologues cliniciens mais des psychologues a priori orientés vers la recherche, la gestion des ressources humaines ou les techniques de communication.
L'ESSCA, Grande École privée reconnue depuis le 18 juin 2004 par le Ministre de l’Éducation nationale, a déménagé le 5 février 2010 du Pôle Universitaire Léonard de Vinci au 55 quai le Gallo, où elle délivre un certains nombres de ses formations en français ou en anglais:
Outre les quatre vingt dix places réservées à la formation continue au BTS audiovisuel délivré par le lycée Jacques Prévert et les BTS du lycées Notre-Dame de Boulogne, la ville abrite plusieurs établissements d'enseignement professionnel supérieur:
Des cours du soir de langues sont dispensés aux adultes, pour une somme symbolique, au sein du collège Bartholdi, 60 rue de l'Ancienne Mairie, par l'Association Philotechnique, fondée par la municipalité vers 1871 et homologuée en 1895, en particulier pour accueillir les étrangers non francophones, mais aussi pour favoriser une évolution professionnelle. L'association Ozanam, 55 rue de Silly, propose des cours d'alphabétisation.
Le CITL Madeleine Vinet, géré, ainsi qu'un foyer d'hébergement, par l'association Le Grand Chemin, offre, sente de la Pyramide, des activités d'insertion sociale et professionnelle aux handicapés mentaux.
La ville organise, en liaison avec l'Institut Catholique, une université populaire, le Forum Universitaire, accessible sans condition. Les personnalités les plus reconnues dans leur domaine viennent y donner des conférences, donnant lieu à débats. La qualité des intervenants donne à cette université inspirée de Thelem un niveau digne des grands établissements sans pour autant s'adresser à des spécialistes. L'inscription est d'un coût modique.
Marcel Landowski, directeur de la musique au ministère de la Culture après guerre, a réformé les méthodes pédagogiques tant dans les écoles que dans les conservatoires. Alors également conseiller municipal, il a fait du conservatoire municipal de Boulogne son projet pilote, le conduisant à devenir le Consevatoire à rayonnement régional qu'il est aujourd'hui. Celui ci est abrité par le Centre Georges Gorse, 22 rue de la Belle Feuille et dispose d'un auditorium, tantôt salle de concert, tantôt scène de danse.
L'École de Musique et de Danse de Boulogne Billancourt, EMBDB, dispense aux enfants dès leur plus jeune âge une formation musicale ou une formation chorégraphique. Le Conservatoire à Rayonnement Régional, BBCNR, prend le relai pour les adolescents sélectionnés. Les classes de danse classique et de danse contemporaine délivrent, chacune dans leur domaine, un Certificat d'Études Musicales et un Diplôme d'Études Musicales, diplômes nationaux reconnus par le ministère de la Culture. Outre les classes pour chaque instruments, le conservatoire musical offre une classe de musique ancienne et une classe de composition. Les études sont sanctionnées par un Certificat de Fin d'Études Musicales et un Diplôme d'Études Musicales, pareillement reconnus. Une classe d'ingéniérie du son, accessible sur concours, délivre un certificat non reconnu par l'Éducation Nationale mais reconnu, et très recherché, par la profession, le "certificat Boulogne".