朱元璋妃嫔众多，她们为他生育了26个儿子、16个女儿，其中二子二女早殇，共有38个孩子长大成人。朱元璋认为他的儿子们“将有天下国家之责”，非常重视对他们的培养教育。
吴元年（公元1367年）八月，朱元璋出城祭祀山川毕，即将回宫，对随行诸子说：“人处富贵，则必骄奢，身处安逸，则忘辛劳。现在国家初步安定，百姓稍得喘息，你们知道他们的劳苦吗？能够熟悉世事人情，就不易流于骄奢怠惰。今天士兵们半夜即起，扈从至此，还未吃饭。你们都要步行回去，亲身体会劳苦，将来才不至于骄奢怠惰。”不久，他又派13岁的长子朱标和12岁的次子朱木梜前往临濠谒祭陵墓，训谕说：“人们都说商高宗、周成王是贤明的君主，你们知道原因吗？商高宗曾亲身参加劳作，了解民间疾苦，周成王在周公的教导下，也深知稼穑之艰难，所以他们在位时勤劳节俭，不敢懈怠，成为商、周的好君主。你们生于富贵，不曾涉历艰难，习于安逸，必生骄惰。现在让你们去旁近郡县，游览山川，经历田野，观小民之生业，以知衣食之艰难，察民情之好恶，以知风俗之美恶。到了祖宗陵墓所在，你们要访求父老，询问我起兵渡江时的事情，牢记于心，以知我创业之不易。”
明朝建立后，朱元璋于洪武三年（1370年）首次分封诸王，当时已出生的十个皇子，除长子朱标已被册立为皇太子外，其他九子均封为王。朱元璋阐述分封的目的说：“天下非常广阔，必须建立藩国，上可以保卫国家，下可以安定百姓。现在朕诸子已长成，应当各有爵封，分镇各地。这不是朕对儿子们有私心，而是遵循古代圣王的制度，从长治久安的大计考虑。”洪武十一年（公元1378年），朱元璋再次分封自第11子到第15子的五个儿子为王。洪武二十四年（公元1391年），朱元璋第三次分封，这次受封的是自第16子到第25子，共十王。朱元璋期望诸王将来能担负起“屏藩皇室，磐石社稷”的重任，亲自挑选儒士以辅佐、教导诸王。他告谕王府官员说：“储存药品是为了防病，积聚财货是为了防贫，任用贤才是为了提高道德素养。朕选择贤才以辅佐诸子，你们这些在诸王身边的人，要朝夕规劝教诲，以增进他们的德性。”朱元璋也常训谕诸子，告诫他们说：“过去有道的明君，都勤于政务，关心百姓，所以能保守住天下。他们的子孙失去了这些品德，生活荒淫，政教废弛，礼乐崩坏，遭到上天的唾弃和民众的叛离，以至于丧失了国家。我的子孙，应当效法古代的圣帝哲王，兢兢业业，小心谨慎，以那些荒淫失国的人为鉴戒，决不蹈其覆辙，这样就可以长享富贵了。”
长子朱标是皇位继承人，朱元璋尤其重视对他的教育。朱标未满六岁就开始读书，他的老师是著名学者宋濂。宋濂素以道德文章为人称道，又富有教学经验，对朱标要求很严格，一言一行皆以礼法规劝，朱标对他很是敬重。明朝建立后，朱标被立为皇太子，辅佐教育制度更加系统完善。中国历代相传，太子所居之处称为东宫，设置专门官署。朱元璋经过仔细考虑，决定不为东宫设置专官，而以朝廷大臣兼任。兼任东宫官职的，既有李善长、徐达这样的功臣勋旧，也有刘基、章溢这样的饱学儒士。朱元璋曾向李善长等人解释他这样做的用意说：“朕于东宫不设专职，而以卿等兼领，是考虑到战事未息，朕若出征巡狩，必以太子监国。如果设立东宫专官，即等在内有事启闻，太子倘与卿等意见不合，卿等会说是东宫官教的，难免生出嫌隙。”他还以周公教成王、召公教康王为例，叮嘱他们用心辅导太子。朱元璋深知，光靠书本知识是不够的，必须让太子在实践中磨炼成长。洪武六年（公元1373年），朱标刚满20岁，朱元璋下令：“今后日常事务启奏皇太子，重大事情才许直接奏报。”洪武八年（公元1375年），他命太子率秦王、晋王、楚王等到凤阳练兵，以熟悉武备。次年，又让太子率秦王、晋王、燕王等到凤阳谒祭祖陵，沿途了解民间疾苦。洪武十年（公元1377年），朱元璋又下令：“自今大小政事都先启奏皇太子处分，然后奏闻。”他还面谕太子说：“自古以来，创业之君历经勤劳，通达人情物理，所以处理事情，少有不当。守成之君，生长于富贵，若平日不先练习，处理事情很少有不出差错的。所以我特意让你日临群臣，听断事务，以熟悉国政。我自获得天下以来，未曾享受闲暇生活，对于各种事情，总怕处理稍有不当，辜负了上天的付托。每天戴月上朝，半夜方睡，白天有什么事情未处理妥当，还睡不安稳，这些都是你亲眼见到的。你能体会我的心意，认真做事，是天下之福，我也不用担忧了。”
由于诸王受过良好教育，成年后，多数都较有才干。二子秦王朱棱、三子晋王朱和、四子燕王朱棣都有军事才能，朱元璋将功臣宿将诛杀殆尽后，北部边防重任便由他们承担起来。五子周王朱棣爱好文学，工于词赋和书法，著有《元宫词》百章。朱柿还是一位著名的植物学家，他把收集到的四百多种植物种在园圃中，亲自观察，待其滋长成熟，则召画工绘制标本图样，编成《救荒本草》一书，收录记载了414种植物，描述得相当细致准确。六子楚王朱桢也喜欢习武，朱元璋曾命他和汤和等一起率兵到贵州平叛。七子齐王朱榑亦喜武略，数次率兵出塞。八子潭王朱梓聪敏好学，擅长文词。十子鲁王朱檀好文礼士，善写诗歌。十一子蜀王朱椿博览群书，学识渊博，被朱元璋称为“蜀秀才”。十二子湘王朱柏能文能武，喜欢读书，常常读书至深夜，还建立了一座景元阁，召集文人儒士，校勘古书。十六子庆王朱檹也“好学有文”，在文学上有相当造诣。十七子宁王朱权对文学和音乐都颇有研究，著有《通鉴博论》、《家训》、《宁国仪范》、《汉唐秘史》、《史断》、《文谱》、《诗谱》等著作数十种。当然，朱元璋的儿子中也有几个不成器的，如十三子代王朱桂为人残暴，十九子谷王朱穗为人暴横，二十五子伊王朱彝为人淫虐，都深为封国所在地百姓的痛恨。
朱元璋分封诸王，是希望他们能起到拱卫皇室的作用。可在历史上，分封制常常导致同室操戈、骨肉相残的悲剧，汉代的“七国之乱”、晋朝的“八王之乱”，是这方面最典型的例子。朱元璋熟读史书，对分封制潜藏的危险自然了然于胸，可他太疼爱儿子，又太过自信，总认为只要教育有方，措施得当，就能避免分封制的弊害。对于朱元璋“分封过侈”的问题，当时许多人感到忧虑，但都不敢进谏，只有山西平遥训导叶伯巨冒死上书，指出：“国家裂土分封，使诸王各有分地，并赐与大量军士，数世以后，将会形成尾大不掉之势。如果到那时再削其地、夺其权，则他们必然心生怨恨，就像汉朝七国、晋朝诸王一样，或凭险抵抗，或拥兵入朝，再想防备也来不及了。历史事实证明，分封逾制，祸患立生。希望皇帝及早采取措施，割一世之恩，制万世之利，以安社稷，则天下幸甚。”朱元璋见了这份奏疏，不由得大怒，说：“小子竟敢离间我的骨肉，快把他逮来，我要亲手射死他！”叶伯巨被逮到南京后，中书省趁朱元璋高兴时奏报，叶伯巨才暂免杀头，后死在狱中。从此，再也没有人敢对分封诸王表示异议了。
朱元璋精心栽培的皇太子朱标，因不赞成父亲大肆杀戮的政策，心情长期抑郁，终至患病，于洪武二十五年（公元1392年）去世。朱元璋经过权衡，立朱标之子朱允火文为皇太孙，是年朱允火文只有16岁。朱元璋仍照培养皇太子的办法，培养皇太孙，但在性格上，朱允火文比其父还要仁弱。朱允炆已迫切感到诸王的威胁，曾向朱元璋谈到这个问题，朱元璋说：“朕让诸王承担边防重任，边境无警，可给你一个安定的环境。”朱允炆问：“边境不安，让诸王抵御，若是诸王不安，让谁抵御呢？”朱元璋沉默良久，反问说：“你看应怎么办？”朱允炆说：“以德感化他，以礼制约他，不行就削夺他的封地，再不行就废黜他的爵位，还不行就只能举兵讨伐了。”朱元璋想了一会儿，说：“对，我看也没有更好的办法了。”
可惜的是，朱元璋有生之年，始终没有采取有力措施解决诸王势力过强的问题。洪武三十一年（公元1398年）闰五月初十，辛勤工作了一生的朱元璋撒手西去。十六日，朱允炆即皇帝位，改明年为建文元年，葬朱元璋于南京城外钟山下，名曰“孝陵”。朱元璋去世后，诸王与朝廷的矛盾迅速激化。建文元年（公元1399年）七月，燕王朱棣以“清君侧”为名，举兵反叛，经过三年多的战争，于建文四年（公元1402年）攻破南京，朱允炆自焚而死。
倘若朱元璋地下有知，看到自己亲手造成的骨肉相残的悲剧，他一定无法瞑目。分封诸王，给他们过重的兵权，是朱元璋一生最大的政策失误。皇家的这场内部争斗，使刚刚从元末战乱中恢复起来的社会经济，再次遭受摧残，对此，朱元璋是难辞其咎的。