大亚湾区现有各级各类学校32所，其中幼儿园15所(公办幼儿园1所，民办幼儿园14所)，小学12所，初中2所，九年一贯制民办学校1所，完全中学1所，中职学校1所。目前全区在校中小学生17000多人，在园幼儿4000多人。中小学、幼儿园专任教师高学历达标率100%。100%的幼儿园为规范化幼儿园，100％的义务教育阶段学校为规范化学校，大亚湾区第一中学被评为广东省一级学校。
近年来，大亚湾区坚持先进的教育发展理念，积极推动教育现代化进程。2009年，创建成为“广东省教育强区”，并率先普及高中阶段教育。2010年，全区所有街道均创建成为广东省教育强镇。2013年12月，通过了广东省社区教育实验区评估验收。目前，大亚湾区正全力创建全国义务教育发展基本均衡区和广东省推进教育现代化先进区。