Ym myd addysg Cymru y gorwedd ei brif waith. Ar 26 Awst 1843 ysgrifennodd lythyr at bobl Cymru ar ysgolion dydd. Fis Tachwedd 1843 cafodd benodi dirprwywr dros Ogledd Cymru i Gymdeithas yr Ysgolion Brutanaidd a Thramor, ac yn ddiweddarach un arall dros y De. Yn Awst 1846 daeth yn ysgrifennydd mygedol y ‘Cambrian Educational Society’; ar 17 Mawrth 1847, cyhoeddodd lythyr arall i'r Cymry yn dadlau dros ysgolion Brutanaidd i Gymru. Yn 1856 yr oedd yn un o brif hyrwyddwyr y mudiad a sicrhaodd sefydlu'r Coleg Normal ym Mangor, ac yn ddiweddarach yr oedd a wnelai ef â sefydlu coleg cyffelyb i ferched yn Abertawe. Yn 1879 paratodd gynllun i alluogi bechgyn addawol a oedd mewn ysgolion elfennol yn y Gogledd i gael ychwaneg o addysg; canlyniad hyn oedd sefydlu Cymdeithas Ysgoloriaethau Gogledd Cymru, a gwnaeth hon waith gwerthfawr iawn hyd 1894, pryd y daeth i ben.

Ond cofir am Hugh Owen yn bennaf ar sail ei waith dros Goleg Prifysgol Cymru yn Aberystwyth. Soniodd am y breuddwyd yn gyntaf mewn cyfarfod yn Llundain, Ebrill 1854; a phan godwyd pwyllgor yn Llundain yn 1863, daeth yn un o'r ysgrifenyddion mygedol. Bu ar y blaen yn y trafodaethau a arweiniodd i benodi T. C. Edwards [q.v.] yn brifathro, a phan ymddeolodd o'i swydd yn Llundain rhoddes ei amser a'i egni er hyrwyddo buddiannau'r coleg. Teithiodd drwy Gymru benbaladr, gan annerch llu o gyfarfodydd, a llwyddodd i ddwyn y coleg a'i anghenion yn fyw o flaen llygaid y Cymry gartref ac ar wasgar.

Hugh Owen oedd yn gyfrifol, i raddau mawr, am gael penodi pwyllgor adrannol yn 1880 i chwilio i gyflwr addysg ganolradd ac uwchradd yng Nghymru a Mynwy, a dengys y dystiolaeth a gyflwynwyd ganddo i'r pwyllgor gymaint a wnaeth dros Goleg Aberystwyth; ceir hefyd ddarlun clir o'i syniadau parthed datblygu addysg ganolradd yng Nghymru.

Yr oedd ganddo hefyd ddiddordeb yn yr eisteddfod genedlaethol ac Anrhydeddus Gymdeithas y Cymmrodorion, a bu'n foddion i sicrhau diwygio'r ddwy. Bu'n wiw ganddo ofalu am fuddiannau'r Cymry yn Llundain, ac yng Ngorffennaf 1873 yr oedd yn un o sylfaenwyr y ‘London Welsh Charitable Aid Society.’ Urddwyd ef yn farchog, Awst 1881, ond bu f. yn Mentone, Ffrainc, 20 Tachwedd, a'i gladdu ym mynwent Abney Park, Llundain. Priododd ag Ann Wade, a daeth ei fab hynaf, Syr Hugh Owen, K.C.B., yn ysgrifennydd parhaol y Bwrdd Llywodraeth Leol.

Mae iddo gofgolofn ar y Maes yng Nghaernarfon.