实际上，最初的元代统治者并没有设置“庙学”体制的计划，而是经过当时许多人的劝说、建议、规划，前后历经元世祖忽必烈、元成宗铁穆尔、元武宗海山三朝才最终营建了孔庙和国子监的元代建筑群。这些历史人物包括冯志亨、王檝、刘秉忠、哈喇哈斯、贾驯等等。
元初，燕京之地刚刚从战火中平定下来，公元1222年重臣宣抚王檝向蒙古太宗窝阔台建议，将金朝城南的枢密院旧址改建成宣圣庙（孔庙），以便春、秋两季能有地方进行释奠礼，之后得到太宗应允。蒙古太宗窝阔台六年（公元1234年）攻灭大金，重臣王檝采纳道士冯志亨的建议又向太宗窝阔台建议在原金国枢密院旧址设立国子学并获得准许。这应是北京孔庙和国子监建设的最早萌芽。
公元1266年，登基即位的忽必烈命令开始兴建元朝新都，建都地点就选在金代的中都故地即现在的北京地区。负责元代新都整体规划的是刘秉忠，可以说刘秉忠是元大都的主要设计者，他还为忽必烈取《易经》“大哉乾元”句设计了新的年号“元”。刘秉忠规划新都城时参考儒家经典《周礼·考工记》后，“作都城画地，宫城之东为庙学基”。从那时起，孔庙和国子监就有了确切的规划位置。但是规划好的大都“庙学”在忽必烈朝没有立即动工修建，当时的“庙学”都修建在上都开平（今内蒙古锡林浩特市南面的正蓝旗）。
过了三十多年后，元大德三年（公元1299年）中书左丞相哈喇哈斯奏请元成宗铁穆尔筹建大都庙学，选名儒为官学，采近臣子弟入学。元成宗批准了这一奏请，却因种种原因一直拖延了四年没有开工。直到大德六年（公元1302年）六月，在哈喇哈斯的直接督促和指挥下，修建文宣王庙的工程才在京师正式动工。在建设孔庙的工程中有一位汉族官员在其中发挥了至关重要的组织管理作用，他就是贾驯。修建孔庙过程中，位任工部奉正大夫的贾驯“入理曹务，出营庙事”，不管风吹雨打还是烈日寒风，贾驯始终坚守在现场亲自组织指挥，具体到涂墙墁地、砍削梁材，他都亲自谋划、指点。终于在大德十年（公元前1306）八月，京师孔庙在忽必烈朝规划的“庙学”位置上终于建成。
修建京师孔庙的同时，御史中丞何玮对成宗皇帝提议说：古老的唐、虞几代部落和古国，国都所在地和居民的小巷都有学习的场所，现在既然孔庙已经盖成，最为适宜的是在它的西边营建一所太学为好。成宗铁穆尔也批准了何玮的提议。大德十年（公元1306年）正月，京师孔庙竣工前七个月，营建国子监的浩大工程也正式开工。历经三年终于在元武宗海山至大元年（公元1308年），南北方向两进院落、拥有数十间教室的国子监正式竣工。 从1267年设定规划“庙学”到最后的完全建成，历经世祖忽必烈、成宗铁穆尔、武宗海山三朝近41年之久。
