Yn weithredol o fewn gwaith y Gymdeithas Ysgolion Brytanaidd a Thramor yng Nghymru a’r Cambrian Educational Society yn y 19eg ganrif, cefnogodd Owen yn frwd agor ysgolion o’r fath yng Nghymru.  Fel y cynyddodd nifer yr ysgolion o’r fath, gwelodd Owen yr angen am golegau hyfforddi athrawon yng Nghymru, ac yr oedd yn un o arweinwyr yr ymgyrchoedd ar gyfer sefydlu’r Coleg Normal Bangor yn 1858, coleg tebyg yn Abertawe, a choleg prifysgol Aberystwyth yn 1875.

Un o gymwynasau olaf Hugh Owen oedd sefydlu Cymdeithas Ysgoloriaethau Gogledd Cymru yn 1880, sef cronfa i ddarparu cymorth ariannol i alluogi plant o ogledd Cymru i fynychu ysgolion uwchradd.

Ym 1881, gosododd gynllun cyflawn ar gyfer addysg uwchradd yng Nghymru, a ddaeth i rym wedi ei farwolaeth ar ffurf Deddf Addysg Ganolradd Cymru 1889.

I gydnabod ei ‘wasanaethau i achos addysg yng Nghymru’, cafodd Hugh Owen ei urddo’n farchog yn 1881, ond bu  farw ym mis Hydref yr un flwyddyn.