怀之聘，任北洋大学堂首任总教习，时伍廷芳任该学堂头等学堂总办，蔡绍基为二等学堂总办。1900年，八国联军侵入天津，他一度兼任天津都统衙门汉文秘书，办理一切外交事务，后来又兼任保定学堂总教习。八国联军占领天津期间，北洋西学堂被德军占领，校舍受损，丁家立旋赴柏林与德国政府交涉，获五万两海关银的赔偿金，即以此款建筑北洋西学学堂在西沽武库的新校舍。1903年该学堂易名为北洋大学堂（今天津大学），丁家立仍任总教习。1906年，他辞去北洋大学堂总教习职，1908年离开天津。1908年被达特茅斯学院授予名誉法学博士。