Les quatre siècles séparant la fin de l'Empire romain d'occident (476) de la fondation de l'Empire carolingien (800) sont également une longue période de transition sur le plan culturel et éducatif. Le réseau scolaire antique se voit très progressivement remplacé par un ensemble d'écoles cléricales. Cet essor des écoles chrétiennes en Occident du VIe siècle au VIIIe siècle est un phénomène long et complexe, conclu et parachevé par le renouveau des études sous Charlemagne et ses successeurs, autrement dit la « Renaissance carolingienne » des VIIIe et IXe siècles.
La déposition du dernier empereur romain d'Occident, Romulus Augustule, ne constitue pas une totale rupture sur le plan culturel, du moins dans les régions méditerranéennes, tant l'influence de la civilisation romaine est importante dans les royaumes barbares. Le maintien des structures romaines d'enseignement est favorisé par la situation politique et institutionnelle relativement stable à la fin du Ve siècle. C'est le cas en Italie sous Odoacre et Théodoric ; dans le royaume wisigoth sous Euric et Alaric II ; dans le royaume burgonde unifié par Gondebaud en 485 ; et même dans le royaume vandale de Gunthamund. Des années 480 jusqu'à 533, où l'annexion du royaume burgonde par les Francs, et le début des guerres de Justinien, relancent une situation de crise, l'Occident bénéficie, grâce à cette stabilité relative, d'une activité culturelle remarquable, dans la lignée de l'éducation romaine.
La rareté des sources directes n'indique toutefois pas la disparition de l'école antique au moment même des invasions, du moins dans les régions méridionales de l'ancien Empire. Les écoles ont survécu et leur fonctionnement est parfois évoqué, comme dans une lettre envoyée au Sénat au nom du roi ostrogoth Athalaric par Cassiodore :
« C'est pourquoi, comme des récompenses doivent être données aux arts, nous avons estimé qu'il était impie de soustraire quelque chose aux maîtres des adolescents, qui sont encouragés à des études glorieuses par l'augmentation de leur traitement. En effet, l'école des grammairiens est le fondement des belles lettres, la glorieuse mère de l'éloquence, qui apprend à rechercher les louanges, à parler sans fautes, qui permet de connaître les erreurs à éviter dans le discours, à les détester comme des atteintes aux bonnes mœurs ; elle enseigne à scander en respectant les accents qui conviennent au mètre, comme une douce mélodie. L'enseignement des maîtres de grammaire est l'ornement du genre humain, par l'exercice des plus belles lectures il nous aide à connaître les conseils des anciens. Les rois barbares ne le connaissent pas : il demeure uniquement entre les mains des maîtres de droit. Les autres peuples ont armes et butins : les maîtres romains n'ont que l'éloquence, celle des orateurs dans le combat de droit civil, celle de tous les chefs les plus nobles. C'est pourquoi, pères sénateurs, nous sollicitons votre cour et votre divine autorité, afin que les chaque professeur des écoles de lettres libérales, aussi bien grammairiens que rhéteurs ou encore professeurs de droit, reçoive la même gratification que son prédécesseur, sans aucune diminution, et que cela soit fixé par l'autorité du Sénat. »
Outre Cassiodore, Ennode de Pavie est la source la plus précieuse sur la vie scolaire de l'époque. Il témoigne lui aussi de la vivacité de l'enseignement à Rome, « sanctuaire de la science », « ville amie des études libérales ». Deux cercles de lettrés dominent la ville, l'un autour du sénateur Faustus, proche de Théodoric, l'autre autour de Symmaque et de son gendre Boèce : ce clan-ci est moins en faveur auprès de Théodoric, la disgrâce et la condamnation de Boèce ayant inspiré à ce dernier la fameuse Consolation de Philosophie. Ennode recommande à Faustus et à Symmaque plusieurs de ses élèves. Les professeurs romains sont mal connus : seuls les noms de trois rhéteurs subsistent, Félix, Maximianus et Patricius.
Ailleurs en Italie, les écoles survivent également, principalement à Milan autour d'Ennode, qui y est diacre à partir de 499 au moins, et de Deuterius, grammairien et rhéteur ; et à Ravenne, où l'on voit passer Arator.
Hors d'Italie, la Gaule reste aussi culturellement vivace, avec des écoles actives et publiques, au moins dans les villes. Dans la partie gauloise du royaume ostrogoth, plusieurs figures sont citées par Ennode et Cassiodore. On retient surtout Firmin d'Arles, connu de Sidoine Apollinaire, d'Ennode, puis de Césaire, futur évêque d'Arles. Toujours à Arles, Julien Pomère, qui tient sans doute une école à son compte, est réputé comme grammairien et rhéteur, Firmin lui confie Césaire, et il est connu d'Ennode. Plus au nord, dans le royaume burgonde, après la génération de Sidoine, on connaît Avit de Vienne dont les œuvres ont été conservées, et certains de ses correspondants.
Les sources sont en revanche trop rares en ce qui concerne l'Aquitaine wisigothique après la mort de Sidoine, qui témoigne de l'activité de cercles lettrés jusqu'à sa mort dans les années 480. L'Espagne est également mal connue, même si l'influence ostrogothique et le maintien de la vie romaine a probablement favorisé les études classiques.
Enfin, en Afrique, la « renaissance vandale » voit les écoles de Carthage maintenir leur ancienne réputation tout au long du Ve siècle, sans rompre donc avec l'époque de Martianus Capella. On connaît les noms de plusieurs maîtres, mais aussi d'élèves renommés comme Luxorius et Symphosius. On conserve surtout de l'époque l’Anthologie latine, florilège de poètes locaux composé sous le règne d'Hildéric, probablement pour les besoins de l'école. La province africaine fournit aussi des lettrés : Victor de Vita, Fulgence de Ruspe, Corippe, Junilius, Primase d'Hadrumète, Verecundus de Junca. La vie culturelle et scolaire africaine survit donc à l'Empire romain d'Occident et est garantie après 440 grâce à la « reconquête » de Justinien.