陕西省普通中学教育始于清末兴办中学堂。清朝末期，清廷下诏废除科举制度，兴办学堂。光绪二十八年（1902）颁布《钦定学堂章程》，光绪二十九年（1903）颁布《奏定学堂章程》，诏令改书院为学堂。陕西省设有书院的府、州、县大都将书院改办为高等小学堂和中学堂。这是对中国封建教育的一次较大改革。中学堂成为陕西省中学教育发展的基础。
清末陕西省由书院改建的中学堂有商州中学堂、丰登中学堂、凤翔府中学堂、绥德中学堂、榆林五县中学堂、华县州立中学堂、南郑县汉南中学堂、西安府中学堂、兴安府中学堂、客籍中学堂、存古学堂、八旗中学堂、邠州中学堂、三原县宏道中学堂等。
商州中学堂由知州尹昌龄于光绪二十七年（1901）将商山书院改建。有讲堂、藏书楼、监督厅、教习室、职员室、学生宿舍等200余间，图书10万余册。翌年四月招生80名开学上课。光绪二十九年（1903）聘请于右任、李仪祉为教习。
光绪三十年（1904）派学生张兴彦赴日本留学，回陕后任学堂监督。丰登中学堂于光绪二十七年（1901）由大荔城内丰登书院因陋就简改建，未招生。光绪三十二年（1906）知府英琦委留日学生尚镇圭为监督，始将书院旧制房舍尽行拆毁，重新改造。建讲堂三，膳堂一，礼堂一，监督及职教员室五六处，原有藏书阁一所，丰登阁一所，学生宿舍五号，以仁、义、礼、智、信字命名，每号各造房20余间，招收中学生一班，补习生一班，师范讲习班一班，合计学生百余名，岁支银4100两，称为同州中学堂。宣统三年（1910）停办。
凤翔府中学堂由知府傅世炜于光绪二十八年（1902）在凤起书院旧址创建，光绪三十一年（1905）知府尹昌龄支银10万两，扩建校舍，购置图书仪器。学生百余人，分三班，修业五年。举人窦应昌曾任堂长。绥德中学堂由知州孔繁朴于光绪二十八年（1902）将雕山书院改建，修业五年。李鼎铭曾在此校任教，杜斌丞曾在该学堂就读。榆林五县中学堂是榆林、神木、府谷、横山、佳县五县联办的学堂，光绪二十九年（1903）年榆林知府光昭捐银4万两，将榆阳书院改建而成。华县州立中学堂由知州褚成昌于光绪三十年（1904）在原少华书院旧址创建，次年刘蔚青捐银千两重修校舍。张云衢曾任堂长。南郑县汉南中学堂由汉南书院院长王榘、举人王涂将汉南书院改建而成。学堂设监督、教员、监学、文案、掌印、会计、庶务等，修业五年。
西安府中学堂由西安知府尹昌龄于光绪三十一年（1905）借盐道署旧址创建。兴安府中学堂由兴安知府金文同于清光绪三十一年（1905）将南关书院改建。客籍中学堂于光绪三十四年（1908）由提学使余堃、道台张守正创办，地址在南教场西。
存古学堂于宣统元年（1909）由巡抚恩寿奏设。八旗中学堂于宣统元年（1909）在满城衙门东侧创设。邠州中学堂由邠州（今彬县）知州周曜东于清宣统二年（1910）将紫薇书院改建，以“授以道德知识及一切有益身体之事”为办学宗旨。三原宏道中学堂原称宏道高等学堂，光绪二十八年（1902）省督学沈卫将宏道书院改建为高等学堂。宣统初年，提学使余堃又将其改为中学堂。
光绪三十一年（1905）陕西省派遣官费赴日本留学生，宏道学堂被选送15名，占全省名额的一半。其中张职章（季鸾）、景志傅（岩征）、杨铭源（西营）、茹欲立（卓亭）等，后来都成为知名人士。
