L’éducation de tous les enfants dès leur plus jeune âge est le plus précieux des équivalents de la richesse prodigués par le Palais social. L’expérience personnelle de l’autodidacte Godin et sa lecture de Fourier fondent sa conviction qu’une éducation démocratique est la condition de l’émancipation des classes populaires et de la réforme sociale.
Le projet d’éducation intégrale est mis en œuvre avec une ampleur exceptionnelle. A l’achèvement du Palais social, les services d’éducation comprennent :

1° La Nourricerie : enfants de l’âge de 15 jours à 2 ans.
2° Le Pouponnat : enfants de 2 ans à 4 ans.
3° Le Bambinat : enfants de l’âge de 4 à 6 ans.
4° La Troisième Classe : élèves âgés de 6 à 8 ans.
5° La Deuxième Classe : élèves de 8 à 10 ans.
6° La Première Classe : élèves de 10 à 13 ans.
7° Les Cours Supérieurs : élèves les plus doués.
8° L’Apprentissage au sein de la manufacture pour les enfants âgés de 14 ans au moins.

Les services d’éducation sont dispensés gratuitement à tous les enfants habitant au Familistère (au nombre de 320 en 1874). Les frais de fonctionnement et les appointements des éducateurs et des maîtres sont imputés à l’origine sur les frais généraux de l’établissement industriel. La mixité des classes est la règle dès la Nourricerie.

Dans le Palais unitaire, l’école est comme un prolongement de l’appartement ; elle est intimement associée à l’habitation. Une crèche et un asile sont ouverts dans le premier pavillon d’habitation dès 1861. Mais l’expérimentation n’est pas toujours immédiatement couronnée de succès. Les institutions de la petite enfance ferment en 1862. Pour Jean-Baptiste-André Godin et Marie Moret, elles sont déterminantes dans le processus d’acculturation des familles à un nouvel environnement social. Le temps est mis à profit pour convaincre les habitants des avantages de la nourricerie et du pouponnat qui sont réunis en 1866 dans un édifice spécial au nord du pavillon central du Palais social.

L’édifice abritant la Nourricerie et le Pouponnat communique de plain-pied et à couvert avec la cour du pavillon central du Palais social. La construction en briques comprend un seul niveau élevé sur un soubassement. Les multiples versants des toitures autorisent un éclairage zénithal de la totalité des intérieurs. Une galerie extérieure de promenade soutenue par des colonnes de fonte, couverte sur deux côtés, contourne l’édifice.

On trouve à l’intérieur : la salle d’enseignement du Pouponnat, l’espace de promenade de la Nourricerie et la salle des berceaux. La cohabitation des nourrissons avec les poupons est un facteur d’émulation dans l’apprentissage de la propreté ou de la marche et, déjà, de la solidarité. L’équipement des institutions du Familistère est l’objet d’une attention singulière de la part de Jean-Baptiste-André Godin qui en conçoit les détails du mobilier : les dispositions matérielles adaptées aux besoins de chacun favorisent le progrès moral ou intellectuel. Les berceaux de la Nourricerie sont fabriqués à l’usine : leur structure métallique est aérée, leur matelas isolant et absorbant est constitué de son régulièrement renouvelé. Le promenoir de la Nourricerie ou les sièges de nourrissons s’inspirent du mobilier des nouveaux asiles parisiens. Le matériel d’apprentissage de la lecture et du calcul du Pouponnat prend modèle sur les systèmes les plus avancés. Les jouets ont aussi une place dans une pédagogie qui fait du plaisir une ressource éducative.

La Nourricerie-pouponnat est détruite en 1918. Elle ne sera pas reconstruite. Il est possible que son exposition au nord, à l'ombre du pavillon central n’ait plus été jugée satisfaisante sur le plan de l'hygiène et du confort des enfants.