辛亥革命后的1910年代，中小学的数学教育已渐趋成熟。到了二十年代，实行和美国一样的六、三、三学制。数学教科书除国内名家编写的以外，多采用美国和英国的教科书，如温德华（Wentworth）的初等几何、初等代数，范（Fine）氏大代数，郝奈（HallandKnight）二氏的高中代数等。这一时期中小教育的代表人物有傅种孙（1898—1962），他于1920年在北京高等师范学校毕业，并留校任教，后接任系主任。由于长期在师范学校工作，对初等数学亦有深入研究。他多次主持中学理科教员暑期讲习班，对中学数学教育的影响非常深远。经过中学数学教师的不懈努力，二三十年代中国的中小学数学教学水平已相当高，“与欧美日本并驾齐驱，并不逊色”。
1920和1930年代，中国各地的大学纷纷成立数学系，并聘请一些留学国外的著名数学家前来主持。姜立夫于1919年到天津南开大学创立数学系。1921年，熊庆来、何鲁先后来到南京的东南大学（后为中央大学）兴办数学系。哥伦比亚大学博士曾昭安（1892—1978）到武昌大学（后为武汉大学）任数学系系主任。1926年获德国哥廷根大学博士的魏嗣銮（1895—1992）应邀到成都大学（后为四川大学）任教授、数理系主任。陈建功（1893—1971）和苏步青（1902—）分别于1929年和1931年获得日本东北大学数学博士学位，并先后来到浙江大学主持数学系。此外，胡明复、胡敦复在上海创办大同大学数学系。也是哥廷根大学博士的朱公谨（1902—1963）在光华大学任数学教授。冯祖荀一直在著名的北京大学担任数学系主任，1930年获哈佛大学数学博士学位的江泽涵（1893—1994）的到来，使北大的数学阵容大为增强。
在三十年代的中国各大学中，数学系的力量以清华大学为最强。1926年，熊庆来、郑桐荪创建清华大学数学系，孙光远（1900—1979）和杨武之（1896—1973）于1928年在芝加哥大学获博士学位之后，都来清华任教授。此外，年轻的教员有周鸿经（1902—1957）和唐培经（1903—1990）。陈省身（1911—）于1930年从南开大学毕业后，因师从孙光远来到清华，成为中国第一名数学硕士研究生。华罗庚（1910—1985）自学成材，为清华数学系同仁所赏识，由系主任熊庆来邀请来校任助理员。加上极有才能的许宝騄（1910—1970）和柯召（1910—）成为清华的学生。这一阵容，可称群星璀璨，在三十年代初，极一时之盛。
抗日战争时期，北京大学、清华大学和南开大学在昆明合并成立西南联合大学，3个数学系也合为1个，由江泽涵、杨武之、姜立夫担任系的领导工作。当时著名的年轻教授有华罗庚、陈省身、许宝騄等。虽然当时的物质条件相当匮乏，但数学科研和教学水平却非常之高。他们的科研成绩已跻身于国际前列，加上学生学习十分努力，所培养的学生实际上已达博士学位的水平。陈建功、苏步青在浙江大学（撤退到贵州湄潭），也在数学上培养出高水平的学生。此外，撤退到兰州的北京师范大学等校组成了西北联合大学，继续培养数学教师。何鲁领导的重庆大学数学系，魏嗣銮所在的四川大学数学系，熊庆来为校长的云南大学，也都在战争年代培养了一批数学人才。在中国**领导的解放区，数学教育更注重于在工农群众中的普及，并提倡与生产劳动相结合。在比较正规的中小学里，基本上仍使用国统区的数学教材。而在农民识字扫盲班、农村冬学班、战士学习班等的教学中，也多少有数学的内容，包括度量衡换算、买卖记账、土地丈量等实际数学问题，以满足革命进程中的实际需要。
1940年夏，中国共产党中央在延安设立了自然科学院，院长徐特立在法国勤工俭学时学习过西方的自然科学和数学。自然科学院内设有大学本科，分物理、化学、生物3个系。当时的物理系设有微积分、微分方程等数学课程，负责数学课程的是南开大学毕业的孙鸿儒，物理系系主任阎沛霖也教数学，所用课本大都使用英文原版。