38年任北大参与合组的西南联合大学哲学心理教育系主任，兼北大文科研究所所长，1945年代理西南联合大学文学院院长；1946年任北京大学文学院院长；1948年当选中央研究院第一届院士；1949年1月被推选为北京大学校务委员会主席（校长）；1955年当选中国科学院哲学社会科学部学部委员（院士）。1951年10月后担任北京大学副校长，直至1964年病逝。1948年12月，蒋中正下令派飞机到北平抢救大陆学人，汤用彤在抢救名单上，但是他没有选择搭机南下；胡适离开后曾写信劝其南下，并派人送来两张机票，汤用彤依然不为