『
日本書紀』の
天智天皇10年(
671年)紀に「学識頭」という役職が見られ、また『
懐風藻』の序文に
天智天皇が
学校を創設したという記述が見られるため、この時代に大学寮の由来を求める考え方が有力であるが、その後の
壬申の乱などの影響で整備が遅れ、
大宝律令(
学令)の制定により具体的な制度が確立したといわれる。当初は儒教を教える後の
明経道が中心であったが、
728年と
730年の2度の学制改革(前者の改革で
文章博士・律学博士(後の
明法博士)が設置され、後者の改革で
文章生・
明法生・
得業生制度が発足した)を経て、
757年には大学寮
公廨田(後の
勧学田)が設定されて学生に対する
給食が行われるなど、制度の充実が図られた。以後、儒教以外の
漢文学を教授した
文章博士の地位が向上して、後には
文章博士の学科である
紀伝道が上位を占めるようになった。この背景には、大学制度の範を
唐の制度に求めたものの、
儒教による国家統治の原則が確立していた唐とは違い、
仏教や古来からの
神道が儒教と並立した日本の支配階層においては、儒教理念が唐よりも重視されず、それ以上に教養としての漢文の知識が必要とされたことによる。また、こうした風潮によって、大学寮のでの儒教教育が一種の行政処理のための「技術」とみなされて、中下流
貴族の立身のための機関と考えられるようになり、上流
貴族を中心に子弟の家庭教育で行う旧来の風潮を打破するには至らなかった。そのため、
平安時代初期に再度の改革が行われ、
806年には10歳以上の諸王と五位以上の官人の子孫の就学を義務付ける
勅が出された。ただし、上級
貴族の反発に加えて、入学年齢を17歳から引き下げたこと、更に学令で定められた9年間よりも短い4年間の就学を経た上での事実上の中退を認めたことから大学寮側からの反発もあり、
812年に撤回された。その後、
824年にこの規定が復活したが、『
延喜式』にはこの規定について触れられておらずそれ以前に廃止されたと考えられている。また、勧学田の拡張や大学教官への
職田設定、学生に対する
学問料・
給料(学資)支給制定などの財政支援策も採られた。こうした就学政策に加えて、唐風文化への関心の増大などがあり、
平安時代前期に相当する
9世紀から
10世紀初頭にかけてが大学寮の全盛期にあたった。