隨著教育改革的推進，教育界要求推行義務教育的呼聲更加強烈。1914年12月，教育部在《整理教育方案》中提出，“厲行強迫教育而國強”，建議大總統以命令宣示，“確定初等小學4年為義務教育”。1915年1月，袁世凱以大總統名義頒布《特定教育綱要》，要求各省製定規劃，分年籌備推動義務教育。1916年的《國民學校令》規定，將初等小學校改名為國民小學，實施初等小學4年義務教育。根據民國政府的決定，1916年浙江省開始著手準備，計劃到1925年，每個鄉鎮普設國民小學1所，並具體核定各縣應增的學校數量。這一時期，女子教育也得到了一定的發展。1918年，義烏縣立女子高等小學校創辦，內設女子初等小學校，地點在稠城趕婆橋龔氏宗祠。至1921年，義烏全縣已有國民學校231所，其中初等小學214所，高等小學17所，在校生11048人。
1928年，政府公布《小學暫行條例》推廣鄉村小學。同年，義烏縣立女子高等小學並入縣立第一高等學校，打破了男女不可同校的曆史，兩性教育差別繼續縮小。1929年，為了解決農村適齡兒童入學率較低的狀況，教育部門決定分三期推行鄉村義務教育，“每村裏至少須初級小學1所”。1932年，政府下令整頓改良私塾，並對改良的私塾實行獎勵，此舉既有助於義務教育的實施，也擴大了實施義務教育的教師隊伍，減輕了政府辦學的壓力。經過私塾改良，義烏有縣立完全小學5所，區立1所，私立完全小學20所，私立小學254所，在校生15678人，其中女生為2223人，入學率達到了37.4%。
1935年，為切實執行義務教育，義烏又辦起16所短期小學，22個附設短期小學班，還在人口稀疏、地處偏僻的鄉村，建立一年製短期小學54所，以補充義務教育。截至1937年，義烏初等教育已形成縣立、區立、鄉鎮立和私立四類學校，有普通小學274所，改良私塾161所，一年製短期小學54所，教會小學1所，共計各類學校490所。
1940年，國民政府為加強統治，推行“新縣製”，將“管、教、養、衛合一”的基本精神灌注於教育，國民教育製應運而生。這是一種融合學校教育、社會教育、家庭教育為一體的教育形式。國民教育實施綱領規定，各鄉（鎮）設立中心小學，每保設立一所國民學校，學校設民教部，開辦成人班和婦女班，補習文化。自此，義務教育與民眾補習教育合二為一，實行政教合一，初等教育進入了國民教育時期。
3、戰時小學教育的艱難圖存
抗日戰爭初期，義烏作為後方，雖然經常遭遇日機轟炸，但從敵占區返鄉的義烏籍教育人士聯手當地教育界人士，依然通過興教開展抗日不止，相繼創辦了多所戰時補習學校。
1941年，縣教育局編製《義烏縣普及國民教育分期實施辦法》，計劃分三期，至1945年達到每個鄉鎮設一所中心學校，每保設一所國民學習的目標，但1942年5月，日寇入侵，義烏淪陷，不少學校被占，有的學舍被炸，學校被迫停辦，教育事業遭到嚴重摧殘。據史料記載，日軍侵占義烏期間，境內共264所各級小學遭受日軍不同程度的破壞。同時，百姓群策群力，許多鄉村小學仍積極舉辦戰時民眾學校、民眾補習班等，既宣傳抗日又開展識字教育。下半年，義烏開始實施戰時教育計劃，教育界愛國人士力克重重困難，堅持辦學，繼續致力於國民教育。
1943年，國民教育的重心是督促因日寇侵占而停課的學校盡快複課，並設法將學校遷離敵占區，繼續複校。在督促學校複課的同時，鼓動未設立鄉鎮中心學校、國民學校的鄉鎮籌設或改設。到1944年下半年，義烏全縣鄉鎮中心學校24所，國民學校90所，私立小學5所，在校學生為12163人。
1945年，抗日戰爭結束。國民教育進一步得以推進，實施《國民學校法》，全縣各鄉鎮中心校、代用中心學校一律改為鄉鎮中心國民學校，要求每鄉鎮有一所中心學校，辦有高、初兩級小學；每保有一所保國民學校，隻辦初級小學。
1946年初，省立金華師範遷至義烏佛堂鎮，並設有附屬小學。下半年，縣府成立“強迫入學委員會”，由縣長任主任委員、教育科長任副主任委員。各鄉鎮也任命相應的“強迫入學委員”，負責調查學齡兒童人數。開學時，由保甲長會同校長通知到戶，強令兒童上學。
據1947年的戶口統計，全縣有學齡兒童44548人，在校兒童28019人，失學兒童16529人，學齡兒童入學率達到了62.9%。1948年，全縣共有鄉鎮中心國民學校37所，保國民學校307所，私立完小12所，初小2所，達到了每個鄉鎮一所中心學校、二個保一所國民學校的水平。至1949年上半年，義烏縣共有小學383所，其中12所私立完全小學，38所鄉（鎮）中心國民學校，333所保國民學校。