为了加强基础性科学研究和教学人才的培养，从1991年至1996年，国家教委有计划、有步骤地分四批在全国部分高校建立了83个“国家理科基础科学研究和教学人才培养基地”（简称“理科基地”），这其中包括兰州大学地理学（1991年10月）、物理学（1993年11月）、化学（1993年8月）和生物学（1993年8月）基地；1995年1月，国家教委批准建立了51个“国家文科基础学科人才培养和科学研究基地”（简称“文科基地”），其中包括兰州大学历史学基地；2002年7月，教育部和国家发展计划委员会共同批准在包括兰州大学在内的36所高校建立了“国家生命科学与技术人才培养基地”。

除此以外，兰州大学还建立了“甘肃省信息科学与技术人才培养基地”（2002年，含计算机科学与技术、电子信息科学与技术2个专业方向）、“甘肃省理论与应用力学人才培养基地”（2006年）、“甘肃省核科学与技术人才培养基地”（2007年，含原子核物理与核技术、放射化学2个专业方向）、“甘肃省草业科学人才培养基地”（2007年）、“甘肃省经济学人才培养基地”（2007年）、“甘肃省数学人才培养基地”（2008年）、“甘肃省管理学人才培养基地”（2008年）。2003年，兰州大学与中国气象局合作共同建立了“大气科学基础科学研究与教学人才培养基地”。这种局校合作共建人才培养基地的模式也是我国高等学校人才培养基地建设的改革与创新。

兰州大学拥有国家级、省（部）级人才培养基地14个，在结构上形成了“数学、物理、化学、生物、地理、力学、农学、信息、核学、史学、经济、管理”学科齐全、有利于发挥整体效能的格局。其中，拥有国家理科基地总数位居全国高校第四，是少数几个基地相对集中的高校之一。兰州大学还主办了《高等理科教育》杂志，多次承办中国高等教育学会理科教育专业委员会有关工作会议，在兄弟高校有广泛的影响力。

兰州大学将人才培养基地建设置于带动整个本科教育改革、发展的战略高度，并作为“基础学科拔尖学生培养试验计划”重要补充和支撑。经过多年的探索与实践，学校探索出了“强化基础，加强实验，因材施教，重视创新”的人才培养模式，人才培养基地办学的指导思想、人才培养思路进一步明确，形成了适合基础性人才培养的教学方案和模式，取得了很好效果。学校的基地办学指导思想包括：基地整体性建设；打破专业方向界限，按一级学科培养人才；针对学生实际，制定具有学校特色的“高标准、强培养、严要求、高质量”的方案；坚持本科培养阶段的相对独立层次，但在课程设置和教学设计上保持与研究生教育的恰当衔接；基础性人才的培养单独设班等。

学校基地教师队伍学术水平高、教学经验丰富、结构合理，高职教师和博士学位教师比例高，科研实力等方面好。公共课任课教师在全校公开聘请，坚持教授和博士生导师给低年级学生讲授基础课的传统。专业基础课由学术水平高，教学经验丰富的副教授以上职称的教师担任，其中既有科学院院士、博士生导师，也有国家跨世纪人才和留学归来的学术新秀等。

为保证基地生源质量，学校自建立人才培养基地专业班级以来，实行新生入学后考试选拔和培养过程中动态对流制度。2004年起，学校将部分人才培养基地直接列入招生计划。同时，大部分专业设有普通班。每学年根据学生成绩，基地班与普通班间实行大约5-20%的对流，通过竞争激发学生学习的自觉性和积极性，保证基地班学生质量，促进拔尖人才脱颖而出，并对优秀学生实行“硕士/博士连读”制度。基地班学生绝大多数在本科和研究生学习阶段都获得过不同级别的奖励，其毕业生质量整体上达到优秀水平。以考取研究生的比例看，学校各基地的平均考取率在80%以上，为国外一流高校、清华大学、北京大学、中国科学院等著名高校和科研单位输送了大批优秀研究生生源。

2015年起，学校积极响应国家有关教育教学改革要求，全面推动本科专业大类培养，通过高考或新生基地班考试选拔拟录取到基地的学生先经过一年或两年的培养,然后基地所在学院通过分流选拔的方式再组建基地教学班级，进一步强化了“因材施教、分类培养”的原则，优化了基地学生选拔和培养机制。