桃源文物古迹众多。离县城不远的采菱城是春秋晚期的遗址，为省级重点保护单位。桃花源不仅是风景名胜，也是文化古迹，遗有唐代以来众多大诗人如孟浩然、刘禹锡、李白、王昌龄等碑刻诗文及古建筑，是省级重点文物保护单位。另外有“三阁三塔”、星子宫、马援石室等古迹遍布县内，还有乌云界国家级自然保护区等。 清末，漳江书院、桃溪书院和一批私塾、义学，组成全县教育网，颇具规模。后经过改革，至光绪三十三年907），全县拥有新学堂28所（其中中学堂1所），在校学生1005名，其学堂和学生数居湖南省各州、县的第三位。宋教仁、覃振、董维键、翦伯赞等著名人物均是从上述书院、学堂之内走出，走入外部世界，进而投身民主革命的。民国时期，学习欧、美资产阶级的教育制度和教育方法，全县先后建起中等师范学校、初级中学和小学共300多所，民国38年（1949），全县共有教职员工1000余名，师范学校、中学和中心国民小学在校学生5100多名。创建于民国初期，校址设在桃源县城的湖南省立第二女子师范学校（今桃源师范学校），是省内著名学校，不但培养出陈兆森、刘璞等桃源籍巾帼革命志士和包括外县籍著名作家丁玲等人在内的一大批优秀人才，而且对桃源教育事业的发展也起到很大的推动作用。
中华人民共和国成立后，虽然在50年代中期以前，受到经济实力薄弱的制约，从50年代中期以后至70年代末，又经受过包括“文化大革命”在内的几次严重的“左”倾错误的挫折，但由于有着社会主义制度的根本优越性，加上县内经济实力不断增强，桃源的教育事业仍然发展迅速，成绩显著。1988年，全县有电视大学1所，中等专业学校4所，县属高级中学和完全中学共11所，职业中学3所，乡、镇办初级中学68所，小学915所，幼儿园及学前班733所（个），共有在职教职员工8700余名，在校（园）学生及 幼儿14.85万名，学龄儿童入学率99%以上。教学质量不断提高，培养出大批有社会主义觉悟、有文化的工人、农民和知识界拔尖人才。县第一中学和漳江小学，被长期列为全国和湖南省的重点学校。
2011年，桃源县教育经费投入总额达到3.4亿元。完成校安工程16项，建成合格学校11所、乡镇中心幼儿园3所，县城区新增学位1500个。学前三年受教育率达86.2 %，高中学业考试成绩位居常德市第一。 1988年，全县共有各类科技人员5821名。40年间，先后取得多项科研成果，特别是在1978～1988年间，共有294项科研成果和技术推广成果获县级以上奖励，其中国家级（含部级）9项，湖南省级（含厅局级）33项，常德地区（市）级28项。
2011年，桃源县实施省以上科技项目12个，取得专利授权94件，磊鑫科技列入全省首批中小企业知识产权试点单位。“农村远教+12396热线”农科服务模式、科技特派员工作得到省市推介。 桃源县民间历来流行桃源汉剧（现名武陵戏）和桃源花鼓戏。由于政治的和经济的原因，直至民国末期，看戏几乎是县人唯一的文化享受。中华人民共和国成立后，社会主义思想逐步占领文化阵地，文化逐步成为社会主义精神文明建设的重要手段，加上经济建设发展的促进作用，桃源县的文化事业日益繁荣。桃源汉剧先后几次进京献演，多个剧目获国家级和湖南省级奖励。
从上世纪50年代起，广播、电影、电视、图书、群众文艺等各种文化事业，如春园百花，渐次怒放，斗芳争妍。至1988年，除县城有文化馆、广播电台、电影院、剧院、电视差转台、新华书店、图书馆、工人俱乐部等文化机构和文化活动场所外，各区、乡（镇）均建有文化站、广播站、电影放映队及影剧院等，其中有28个区、乡（镇）建起文化中心，3个乡（镇）建起业余剧团。文学创作也取得很多可喜成果，继50～70年代作者常有短篇小说及诗歌等作品发表在省级以上报刊之后，80年代，更有多部中、长篇小说等作品问世。
2011年，桃源县强力推进公共文化服务体系建设，共建成乡镇综合文化站30个，农家书屋344家，并且县图书馆、县文化馆和乡镇综合文化站实现了免费开放。 清末、民国时期，由于环境卫生条件差，加上缺医少药，桃源县疾病肆虐，瘟疫猖獗。中华人民共和国成立后，为建设社会文明，保障人民身体健康，中共县委和县人民政府高度重视卫生事业的发展。50年代中期，卫生医疗机构即已遍布全县，至1988年，全县除设有县属的人民医院、中医院、防疫站、妇幼保健所、药品检验所等医疗卫生机构外，还有区、镇医院11所，乡（镇）卫生院53所；共有病床1678张，专业医生及其他卫生技术人员1765名，设备较为完善，医疗技术亦有较高水平，能胜任许多高、精手术。各类疫苗预防接种覆盖率均很高，烈性传染病基本绝迹。
2011年，桃源县启动了县精神病医院建设项目，完成104个市级示范村卫生室建设。新农合补偿标准提高10个百分点，封顶线达到10万元。乡镇卫生院全面落实国家基本药物制度，药品实行零差率销售。全面完成适龄农村妇女宫颈癌免费普查任务，孕产妇住院分娩率达到100%。继续保持低生育水平，“三查一治”覆盖25万人次，社会抚养费征收到位率提高9.8个百分点，落实奖扶资金828万元，被评为全省人口计生模范县、全省阳光计生示范先进县。
