Darülfünûn, Osmanlı eğitim tarihinde, yapısı ve eğitim programları bakımından klasik Osmanlı eğitim sistemindeki medreseden farklı bir sivil yüksek öğrenim müessesesi olarak kendini gösterir. Darülfünûn kurulması fikri, Tanzimat döneminde sivil talebe miktarının arttırılması için bir çözüm olarak ortaya atılmış ve ondokuzuncu asrın ortalarında bu konuda teşebbüsler başlamıştır.

Meclis-i Maarif-i Umumiye, Darülfünûn’un hedeflerini devlet hizmetini iyi bir şekilde yürütecek bilgili sivil memurlar (münevver bendegân) yetiştirmek olarak açıklamıştır. Bu eğitim modern bilimlerle yapılacaktır. Kasım 1846’da İtalyan asıllı İsviçreli mimar G. Fossati ile İstanbul’da Ayasofya civarında üç katlı bir darülfünûn binası inşası için anlaşma yapılmıştır. Bina 125 odalı ve Avrupa üniversitelerine benzer bir yapıda olacaktır. Ne yazık ki inşaat uzun yıllar tamamlanamamıştır. 1863 yılında dönemin sadrazamı Keçecizade Fuad Paşa’nın emriyle inşaatın tamamlanması beklenmeden, bitmiş olan bazı odalarda halka açık konferanslar şeklinde derslere başlanmıştır. İnşaat nihayet 1865 yılında tamamlandığında, darülfünûn için fazla büyük olduğu mülahazası ile bina, Maliye Nezareti’ne tahsis edilmiş ve darülfünûn için daha küçük bir bina inşası tasavvur edilmiştir. Darulfünun dersleri geçici olarak Çemberlitaş’ta kiralanan Nuri Paşa Konağı’nda konferans şeklinde devam etmiştir. Bu bina da Çemberlitaş bölgesinde çıkan büyük Hoca Paşa yangınında tamamen yanmıştır. 1869 yılında ikinci darulfünûn binasının inşaatı tamamlanmış ve burada derslere başlanmıştır. Aynı yıl (1869) eğitim sistemini bir bütün olarak yeniden düzenleyen Maarif-i Umumiye Nizamnamesi yayınlanmıştır. Bu nizamname ile yeni bir darülfünûn kurulmuştur.

Darülfünûn-ı Osmanî adı verilen bu “üniversite“nin nizamnamesinin hazırlanmasında büyük ölçüde Fransız modelinin etkisi bulunmaktaydı. Nizamnameye göre Darülfünûn-ı Osmanî Felsefe-Edebiyat, Ulûm-ı Tabiiye-Riyaziye ve Hukuk olarak üç ayrı şubeye ayrılmıştı. Üç yıl öğretim, bir yıl bitirme tezi olarak toplam dört yıllık eğitim veren Darülfünûn-ı Osmanî’ye on altı yaşını doldurmuş, idadî mezunu veya o derecede bilgisi olan talebelerin alınması öngörülmüştür. Her bölümün detaylı olarak ders programları hazırlanmış, mezuniyet tezi, müderrislik tezi gibi araştırmaya dayalı çalışmalara da yer verilmiştir. Müze, kütüphane ve laboratuar gibi kısımların da açılmasına karar verilmiş; dersler Fransız modeli üzerine kurulmuştur. Felsefe-Edebiyat Şubesi’nin programında Şark dillerinden Arapça ve Farsça ile Batı dillerinden Fransızca, Latince ve Yunanca dilleri de bulunmaktadır. Ayrıca Hukuk Şubesi’nde İslâm ve Roma hukukunun bir arada okutulması öngörülmüştür. Bu iki şubede İslam ve Batı kültürü ile ilgili disiplinlerin bir arada öğretilmesi Tanzimat aydınının yaratmaya teşebbüs ettiği yeni Osmanlı kültür sentezinin ilk işaretleridir.

1869’da öğretime başlayan Darülfünûn’a kayıt için müracaat eden bin kadar talebeden imtihanla sadece 450 tanesi kabul edilmiştir. Darülfünûn aynı yıl Sadrazam Ali Paşa, Maarif Nazırı Safvet Paşa ve diğer devlet ileri gelenlerinin hazır bulunduğu büyük bir merasimle açılmıştır. Başına Hoca Tahsin Efendi getirilmiştir. Klasik medreseden yetişmiş ve Paris’te açılan Mekteb-i Osmanî’de hocalık yapmış birinin bu makama getirilmesi “İslam ile Batı” ve “eski ile yeni” arasında uyumlu bir denge kurulması ve İslam ile Batı kültürleri arasında ortak bir zemin bulunması amacını gütmektedir. Tahsin Efendi’nin teşebbüsleri bu ikisi arasındaki çekişmeyi ayakta tutmaktan çok, yeni eğitim sistemini öne çıkararak, iki görüşü birbirine yaklaştırıp, iki farklı dünya arasında bir sentez arayan Tanzimat aydınlarını tatmin etmeye mahsus bir adımdı.

Ancak kitap ve hoca eksikliği, malî kaynakların azlığı gibi sebeplerden üniversite eğitimine başlanılması için gerekli şartlar hazır değildi. Darülfünûn-ı Osmanî’de nizamnamede belirtilen esaslar tam olarak yerine getirilememiş ve şubelerdeki eğitim düşünüldüğü gibi uygulanamamıştır. Her üç şubede de aynı ders programı uygulanmaya mecbur kalınmış ve öğrenciler aynı dersleri takip etmişlerdir. Bundan dolayı darülfünûn kurmadaki ikinci teşebbüs de meyvelerini veremeden sona ermiştir.

1873 yılında dönemin Maarif Nazırı Safvet Paşa, Galatasaray’daki Mekteb-i Sultanî müdürü Sava Paşa’yı, hazineye yük olmamak kaydıyla, yeni bir darülfünûn kurmakla görevlendirmiştir. Kurulması tasarlanan darülfünûn, bu sefer, 1868’den beri faaliyette bulunan Galatasaray Mekteb-i Sultanîsi’nin temeli üzerine oturtulmaya çalışılmıştır. Böylece bir orta eğitim müessesesinin gövdesine bir yüksek eğitim filizi aşılanması hedeflenmiştir.