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。隨后，梁啟超草擬了《奏擬京師大學堂章程》，并在7月3日(大清光緒24年5月15日)得到光緒帝批準。這份章程是中國近代最早的高等教育學制綱要。章程規定，京師大學堂統轄各省學堂。當時的京師大學堂兼為中國最高學府和最高教育行政機關。章程規定，京師大學堂遵循“中學為體，西學為用”的方針，課程分普通學、專門學。吏部尚書孫家鼐任管理大學堂事務大臣，許景澄任中學總教習，美國傳教士丁韙良任西學總教習。9月21日，慈禧太后與守舊派發動戊戌政變，百日維新失敗。但是，京師大學堂得以保留。京師大學堂校址設在景山東街和嘉公主府。大學堂這一時期的辦學情況說法不一，有學者認為此階段的京師大學堂只是一所舊式的書院，以經史教育為主。但也有學者考證出京師大學堂注重西學，并非以經史教育為主，是中國第一所新式大學1898年。京師大學堂設立的藏書樓，是中國近代最早的新型圖書館之一。
1900年，義和團運動爆發，京師大學堂遭到破壞。1900年8月3日，清廷下令停辦京師大學堂。八國聯軍進入北京后，京師大學堂再次受到毀損。1902年1月10日，清政府委任吏部尚書張百熙為管學大臣，“責成經理”京師大學堂，京師大學堂得以恢復。吳汝綸和辜鴻銘任正副總教習，嚴復和林紓分任大學堂譯書局總辦、副總辦。1862年創辦的京師同文館也并入大學堂。12月17日，京師大學堂舉辦開學典禮。京師大學堂恢復之后，首先開辦的是速成科（分為仕學館、師范館）與預備科。1904年，京師大學堂派47名學生出國留學，開中國高校派遣留學生之先河。京師大學堂是中國近代第一所國立綜合性大學。1910年，京師大學堂分科大學開辦，設經科、法政科、文科、格致科、農科、工科、商科，共十三學門。
中華民國成立后，北洋政府于1912年5月3日批準京師大學堂改名為北京大學校，嚴復成為北京大學首任校長。嚴復接手時，學校急缺資金，辦學困難。嚴復多方籌款，使北京大學暫時渡過難關。同年7月教育部下發命令，以“成績未著”、“各方不滿”為由結束北京大學。嚴復作《論北京大學校不可停辦說帖》，并吁請各方支持北大辦學。最終，政府收回了命令。這年的7月29日，英國教育會議宣布承認北京大學及附設譯書館為大學。10月，由于派系斗爭等因素，嚴復辭去校長職務。1914年，胡仁源任北京大學校長。此時已有黃侃、辜鴻銘、錢玄同、馬敘倫、陶孟和、馮祖荀、何育杰、俞同奎等名家在北京大學任教。
清末民初的北京大學仍有不少衙門氣，很多教師原為清朝或北洋政府的官僚，學問不多；部分教學內容陳舊；學生大多無心學術研究，務在做官發財，多讀法科；有的學生帶著聽差上課；一些師生出入八大胡同等地的妓院。
胡適、馮友蘭、任繼愈、季羨林等學者認為，北京大學傳承了太學或國子監的傳統，故有“上承太學正統，下立大學祖庭”之說。
蔡元培，1916年至1927年任北京大學校長
1919年竣工的北大紅樓
位于北河沿的北京大學第三院大門
位于景山東街（今沙灘后街）的北京大學校門，攝于1917年。紅樓建成后，校部遷至沙灘紅樓，此處成為北京大學第二院（馬神廟公主府校區）。這座大門在文化大革命中被拆除
北京大學第二院內景
1916年12月26日，蔡元培出任北京大學校長。1916年至1927年，蔡元培擔任北大校長的這十年，是北京大學校史上的一段輝煌期，“奠定了北大的傳統和精神”。1917年1月9日，北京大學開學，蔡元培在開學典禮上發表演說，對學生提出三點要求：“抱定宗旨”、“砥礪德行”、“敬愛師友”。蔡元培主張“大學者，研究高深學問者也”，“循思想自由原則、取兼容并包之義”，對北京大學進行了一系列的改革。他辭退了一批不稱職的中國、外國教師。他聘請陳獨秀、夏元瑮分別出任文科、理科學長，聘請胡適、李大釗、魯迅、劉半農、梁漱溟、李四光、王星拱、顏任光、鐘觀光、任鴻雋、李書華、丁西林、馬寅初、陶孟和、陳啟修、王世-{杰}-等到校任教。此期間在北京大學任教的著名學者還有黃節、吳梅、劉文典、陳垣、馬裕藻、沈兼士、朱希祖、馬衡、康心孚等。對有學術造詣、政治上守舊的辜鴻銘、劉師培、黃侃等人，蔡元培也用其所長。
蔡元培仿效德國萊比錫大學的管理制度，在北京大學推行教授治校、民主管理的制度。他設立了評議會，將其作為學校最高權力機關和立法機關，評議員由教授選出。后來，又在各學門（系）設立教授會。教授會管理學門（系）內事務，有較大的自主權。教授會主任由教授互選。教授、講師，中國教員和國外教員都是教授會的會員。隨后又設立北京大學行政會議、教務會議、總務處。至1920年9月，北京大學教授治校的管理體制已經基本成熟。蔡元培倡導教育獨立，認為官僚政客不應干涉教育，為此幾次辭去北京大學校長職務。
蔡元培力圖將北京大學辦成以文、理兩科為重點的綜合性大學，將商科并入法科，把工科并入北洋大學。1919年，蔡元培撤銷文、理、法科，學門不再隸屬于科，并改學門為學系，設14個學系。蔡元培廢除年級制，實施選科制，以發展學生個性，溝通文理。1917年，蔡元培在北京大學設立文、理、法三科研究所，培養研究生。這是中國高校最早的研究所。1918年，他創立《北京大學月報》，為中國最早的大學學報。蔡元培積極開展學術交流，邀請杜威、羅素、班樂衛、普朗克等名家到北大講學。
蔡元培在北大推行旁聽生制度，使北大的學術活動對社會開放。北大還創辦平民學校，為一般民眾提供教育。1920年，北京大學允許3名女生進入文科旁聽，并在同年秋天正式開始招收女學生，開中國公立大學男女同校之先。蔡元培重視體育、首倡“美育”，設立音樂研究會（后來改名為音樂傳習所）、畫法研究會，聘請徐悲鴻、劉半農、陳石曾、蕭友梅任教。他還支持學生社團活動，鼓勵學術爭鳴。1918年1月，蔡元培為整飭校風，設立了進德會。
五四運動中，國立北京大學的游行隊伍
1917年，陳獨秀被聘為北京大學教授、文科學長，將他創辦的《新青年》遷至北京。胡適、錢玄同、劉半農、李大釗、沈尹默、高一涵等北大文科教授參與《新青年》編輯，倡導民主與科學。胡適發表《文學改良芻議》，陳獨秀作《文學革命論》，魯迅寫出《狂人日記》《孔乙己》《藥》；陳獨秀與李大釗創辦《每周評論》，北大學生創辦《新潮》《國民》等刊物，宣傳新思想、新文化，使北京大學成為新文化運動的中心。1919年，北洋政府密令中國外交代表團在巴黎和約上簽字，將德國在山東的特權轉交日本。消息傳至北京，5月3日北京大學學生邀請北京12所大專學校代表在北大三院禮堂開會，大會決議將原定5月7日的國恥紀念日游行提前到5月4日。5月4日，北京大專院校三千余名學生聚集天安門游行示威，“五四運動”爆發。北京大學學生傅斯年任游行隊伍總指揮。集會宣讀了北大學生許德珩起草的《北京學生界宣言》，游行中散發了北大學生羅家倫起草的《北京學界全體宣言》。游行學生火燒趙家樓，痛打章宗祥。隨后，上海等城市出現工人罷工、商人罷市、學生罷課，北洋政府被迫罷免曹汝霖、陸宗輿、章宗祥的職務，并拒絕簽署巴黎和約，學生運動取得勝利。五四運動后，北京大學教授李大釗率先在中國系統地接受、傳播、實踐馬克思主義，北大成為中國研究與傳播馬克思主義的中心。1920年8月，陳獨秀創建上海共產黨小組。1920年10月，李大釗創立北京共產黨小組。中共一大前，中國53名中共黨員有21名是北大師生、校友。
1927年至1929年，北京大學遭遇動蕩。1927年8月，奉系軍閥控制的北京政府宣布將北京大學與北京另外八所國立大學合并為京師大學校。1928年，北伐軍占領北京，國民政府將京師大學校改名為國立中華大學。后來政府又仿效法國制度，推行大學區制，改國立中華大學為國立北平大學。北大師生反對合并，堅持復校斗爭。1929年初，教育部決定妥協，將北京大學改名為國立北平大學北大學院，同年3月11日北京大學在停課9個月后得以復課開學。同年6月，教育部宣布終止大學區制改革，8月6日北京大學恢復原有校名。
1930年12月，蔣夢麟成為北京大學校長。此前，他曾三次代理北京大學校長一職。蔣夢麟改革北京大學管理制度，提出十六字方針“教授治學，學生求學，職員治事，校長治校”，改評議會為校務委員會。1932年6月，北京大學實行學院制，設文、理、法三個學院，胡適、劉樹杞、周炳琳分別出任院長。蔣夢麟整頓教師隊伍，推行教授專任制，理學院聘請了江澤涵、程毓淮、奧斯古德、饒毓泰、吳大猷、朱物華、周同慶、曾昭掄、錢思亮、張景鉞、李四光、謝家榮、孫云鑄、斯行健、葛利普等知名學者，北大理科得以快速發展。蔣夢麟仿照美國制度，規范北大辦學，推行學分制，設立研究院，規范研究生入學考試、論文答辯。北大還邀請朗之萬、玻爾等教授來校講學。這一階段，李四光、丁文江、葛利普、饒毓泰、曾昭掄、孫承諤等人取得了重要的研究成果。蔣夢麟多方籌款，幫助學校購買圖書儀器、建造設施、設立講座教授。此期間，北京大學新建了圖書館、地質館、宿舍灰樓等建筑。1935年時，北京大學有實驗室40多個，實驗儀器6716件，標本15788種，藥品及實習用具3100多件，設備居中國高校前列。
1931年九一八事變后，北大師生積極參加抗日救亡。同年12月，230余學生組成北大南下示威團，前往南京示威，要求政府收復東北、與日本斷交，12月15日前校長蔡元培被學生毆打。1935年12月9日，北大、燕大、清華等校師生前往新華門示威，反對“華北自治”。12月16日，北大學生與20余所學校學生在北平天橋舉行市民大會，發表《告民眾書》，會后進行總示威。后來，平津學聯設立南下擴大宣傳團，北京大學負責第一團，赴河北多地宣傳抗日救亡。
1946年5月4日，西南聯合大學舉辦結業典禮，聯大正式宣告結束
1937年7月7日，盧溝橋事變爆發。7月底，日軍先后占領北平、天津。遵國民政府教育部令，國立北京大學、國立清華大學與私立南開大學遷至長沙，組成國立長沙臨時大學，11月1日起上課，設17個系，有147名教師，至11月20日有三校1120名學生報到。長沙臨時大學組建倉促，缺乏經費、圖書、設備，辦學條件非常困難。1937年底日軍攻破南京，局勢進一步惡化，日軍空襲長沙更加頻繁。1938年1月，國民政府批準臨時大學遷址云南昆明。1938年4月2日，學校定名為國立西南聯合大學。西南聯大的本科學生中，原屬北大、清華、南開三校的學生畢業時分別發給三校的文憑，聯大成立后入學的學生畢業時則發給聯大文憑。1939年5月，三所學校的研究院分別在昆明恢復，學生的學籍分屬三所學校，但課程為統一開設。北京大學研究院設文科、理科、法科三個研究所，下設十二個學部。西南聯合大學辦學條件仍然艱苦，校舍緊缺、缺少儀器、資金不足。部分師生不得不兼職以維持生計。盡管條件艱苦，西南聯大辦學九年間本專科、研究生畢業3,882人，在校生共8,000人左右，培養出了很多優秀人才，其中90人后來成為中國科學院、中國工程院院士（含外籍院士），6人獲“兩彈一星功勛獎章”（獲獎章者共23人），3人獲中華人民共和國國家最高科學技術獎，李政道、楊振寧獲諾貝爾物理學獎。1945年8月，日本戰敗。由于交通條件困難、三校原有校舍有待修繕，西南聯大繼續辦學一年。1946年5月4日，西南聯合大學舉辦結業典禮，聯大宣告結束。
抗戰期間，西南聯大學生中有1,100余人投筆從戎，走上戰場。戰后的1945年11月25日，西南聯大等校學生自治會在舉辦了反內戰時事晚會，發動學生罷課反內戰，遭到國民黨軍開槍威脅。12月1日，國民黨軍人和特務襲擊西南聯大，炸死4人，傷者50余人，史稱一二一事件。
1937年8月日軍攻占北平之后，北京大學委派孟森、馬裕藻、馮祖荀、周作人四名“留平教授”看管校產，學校每月發給每人50元維持費。除了周作人，另外三名教授都是因為疾病、年老而不能南下昆明，并在日本戰敗前去世。1938年，周作人與馮祖荀出名具函托時任傀儡政府教育總長湯爾和與日本人談判，保住了北大二院。但是周作人不久就與日本人合作，在日本人組織的中華民國臨時政府中任要職。
日本扶植的中華民國臨時政府自1938年起謀劃“恢復北京大學”。傀儡政府整合北平大學，在1938年5月至9月間先后設立農、醫、工、理四個學院，1939年1月14日補辦開學典禮，大學的名字仍為“國立北京大學”，通常被稱為“偽北大”。后來傀儡政府又增設文、法學院。“留平教授”周作人曾先后擔任圖書館館長、文學院院長。日本戰敗后，傀儡政府的北京大學停辦，學生進入北平臨時大學補習班，補習及格后可轉入北大等校學習。
1947年6月1日，北大學生在民主廣場北端灰樓頂上升起民主旗（綠底白字，上有“民主”二字）
1945年9月，教育部任命胡適為北京大學校長。當時胡適尚在美國，到任之前由傅斯年代理。傅斯年在重慶時曾發表聲明，稱“為保持北京大學的純潔，堅決不錄用偽北京大學的教職員，但學生經過甄別和補習，可以接受”。傅斯年赴北平接收北大，堅決辭退在傀儡政府所辦北京大學任職的教員。這一階段，北京大學的校舍得到擴張，還延聘王竹泉、錢思亮、楊鐘健、袁翰青、季羨林、馬堅、莊圻泰等知名學者任教。1946年10月10日，北京大學在第四院大禮堂舉辦復員北平開學典禮。復員后，北京大學新設醫、工、農三個學院，總共有6個學院、33個學系、2個專修科。后來，學校又設立文科、理科、法科、醫學研究所，招收研究生。據1946年12月的統計，北大有注冊學生3,420人。復員后，北大文、理、法學院得到加強，醫、農學院處于中國頂尖水平。胡適還擬設立原子能研究中心，但是因局勢動蕩未能實現。1947年8月1日，北京大學正式接收北洋大學北平部。1948年，中央研究院選舉首批院士，北大十名教授當選，列中國大學之首。
1946年12月24日晚，北大先修班女生沈崇在東單疑似被兩名美國駐軍士兵強奸。此事引發了“抗議駐華美軍暴行運動”，12月30日北大、清華等校學生在北平舉行示威游行，中國多地的學生予以響應，據統計各地參加游行的學生計50萬人。國共內戰中，國統區通貨膨脹嚴重，1947年5月北京大學學生首先喊出“反饑餓反內戰”口號，同月20日“華北學生北平區反饑餓反內戰大游行”爆發，游行隊伍返回北大后將紅樓北側的操場命名為“民主廣場”。
1948年11月，北平被解放軍包圍。國民政府原本計劃讓北京大學南遷，但北大教授會決議不南遷。國民黨擬定“搶救大陸學人計劃”，派出飛機，希望一批重要學者離開北平南下。胡適、錢思亮、毛子水、姚從吾等人受邀南下，但大多數學者留在了北平。胡適離校后，鄭天挺、湯用彤、周炳琳三人主持校務。
1949年2月3日，北大師生在東交民巷列隊歡迎解放軍入城
1949年初，解放軍進占北平。2月28日，解放軍北平軍管會下發命令接管北京大學，當天下午在北大民主廣場舉行了歡迎接管大會。1951年2月，中共北大黨委成立。1956年6月，北大的領導體制改為“黨委領導下的分工負責制”。1962年，領導體制再改為“黨委領導下的以校長為首的校務委員會負責制”。國民黨時代的一些課程停開，添設“新民主主義論”“辯證唯物論和歷史唯物論”等新課。至1950年3月，停開的課程共77門，新設課程100門，學校的培養目標、教學工作進行了全面的改造。
中華人民共和國建國之初，仿效蘇聯對高等院校進行院系調整。1949年，北京大學農學院參與合并組建北京農業大學（今中國農業大學）。1950年，北大醫學院獨立為北京醫學院（后來改名北京醫科大學，2000年與北京大學合并）。1950年，北京中法大學撤銷，其文學院文史系、法國文學系師生全部并入北大，理學院數理系、化學系部分并入北大。1952年，北大工學院建制撤銷，機、電、土、建四系并入清華大學，化工系合并到天津大學；北大教育學系并入北京師范大學；東方語言學系各少數民族語文專業并入中央民族學院，經濟學系一部分并入中央財經學院。清華大學、燕京大學文、理院系并入北京大學；北大法學院法律學系、政治學系參與合并組建北京政法學院（今中國政法大學）。北大由校、院、系三級體制改為校、系二級體制，設12個系。燕京大學撤銷，北京大學將校址遷入北京西郊燕京大學校址。院系調整后，北京大學從一所擁有文、理、法、醫、工、農的大學變成一所以自然科學、人文社會科學基礎教學和研究為主的綜合性大學。院系調整后，原來北大、清華、燕大三校的自然科學、人文學科學者云集北大，奠定了北京大學文理兩科在中國長期領先的地位。1955年中國科學院首批223名學部委員中，北大在任教師有28人，居中國高校之首。院系調整后，北大在1954年重建法律系，1956年重建圖書館學系，1960年重建政治學系。1958年，北大創建中國首個原子能學系。此外，北大在中國最早培養半導體專業人才，并在中國計算機研究起步階段就辦了計算機學習班。據1966年的統計，北大時有在校生近九千人。這期間北大培養的畢業生有百余人后來成為中國科學院、工程院院士。這段時間，北大也取得了一系列科研成果，如人工合成結晶牛胰島素等。
由于政治活動頻繁，人文社科研究受到干擾。校長馬寅初的《新人口論》被視為此階段北大最突出的人文社科研究成果，但文章發表后就遭到了批判。1957年反右運動中，北大七百余名師生被錯劃為右派。1961年，中共提出“調整、鞏固、充實、提高”方針，開始糾正各種失誤，同年整頓高校工作，提高了北京大學的教學質量。1964年，中共中央宣傳部將北大作為開展社會主義教育運動的試點，向北大派出工作隊。運動中，不少北大黨員受到政治批判。1965年3月，鄧小平主持中共中央書記處會議，糾正了工作隊的錯誤做法。
1967年9月20日北京大學衛星照片
1966年5月16日，中共中央下發“五一六通知”，文化大革命拉開帷幕。1966年5月25日，北大哲學系黨總支書記聶元梓等七人貼出大字報《宋碩、陸平、彭珮雲在文化革命中究竟幹些什麼？》，攻擊北京市委大學部副部長宋碩、北大校長兼黨委書記陸平、北大黨委副書記彭珮云，指責三人“破壞文化大革命”，走“反對黨中央、反對毛澤東思想的修正主義路線”。聶元梓的大字報被毛澤東稱為「全國第一張馬列主義的大字報」，從此大字報風潮興起
，6月1日中央人民廣播電臺全文播發了大字報。6月，改組后的北京市委宣布撤銷陸平、彭珮云的職務，設工作組代行北大黨委職權。7月，北京市委撤銷北大工作組，江青點名要求聶元梓籌建北京大學文化革命委員會（簡稱“校文革”）。9月，校文革正式成立，聶元梓執掌大權。聶元梓被稱為北京造反派的五大領袖之一。校文革成立之后，北大還成立了不少造反派組織，如“紅聯軍”“井岡山”等，后來形成了保聶、反聶的兩個派別，兩派的對立越發嚴重，最終釀成大規模武斗，校內秩序混亂，校產受到毀壞。1968年9月18日，首都工人解放軍毛澤東思想宣傳隊（“工軍宣隊”）派492人進駐北大，中止了武斗。1973年10月，在遲群、謝靜宜的籌劃下，“北京大學、清華大學大批判組”成立，批判組有“梁效”“柏青”“高路”等共十幾個筆名，發表181篇文章，幫助江青等人進行“批林批孔”“批鄧反擊右傾翻案風”的宣傳。
文化大革命期間，北大被稱為“反黨反社會主義的頑固堡壘”。北京大學的很多干部、教師被打成“黑幫分子”“走資派”“反動學術權威”，遭受殘酷迫害。據統計，文化大革命期間北京大學有冤假錯案1,000多宗，400余戶被抄家，知名學者饒毓泰、翦伯贊、俞大絪在內的60余人非正常死亡。1968年5月16日，校文革設立“監改大院”（也稱“黑幫大院”，俗稱“牛棚”），關押干部、教師218人，對其進行迫害。1969年，七千余名北大師生被下放鯉魚洲農場進行勞動改造。鯉魚洲位于江西南昌，是血吸蟲疫區。
文化大革命開始后，北京大學連續四年停止招生。1970年，文革之前的在校生已經全數畢業。同年中共中央發文，廢除高等學校招生考試制度，通過“群眾推薦、領導批準、學校復審”，主要從工人、農民、解放軍中招收“工農兵學員”。1970年至1976年，北京大學共招入7屆工農兵學員，總人數超過12,700人。招收的工農兵學員入學時的文化水平相差極大，教學困難重重。
文革之初，北京大學的各項研究大多中斷。1970年后，一些應用性的研究得到恢復。1972年7月14日，周恩來曾指示周培源恢復北京大學理科的基礎研究。但是，張春橋、姚文元等隨即指使上海《文匯報》發文攻擊，基礎研究恢復工作受到干擾。這期間北京大學取得的幾項研究成果（如豬胰島素晶體結構測定等）后來獲得了1978年全國科學大會獎。1975年，北京大學圖書館新館建成啟用，是中國當時面積最大、設備最好、藏書最豐富的高校圖書館。
北京大學理科樓群
北京大學圖書館新館
北京大學百周年紀念講堂
1976年，“文化大革命”宣告結束。1957年“反右”、1966年“文革”期間的錯案得到平反。因《新人口論》被批判的馬寅初也得以平反，成為首位北京大學榮譽校長。1978年春，恢復高考后錄取的首批學生入讀北京大學。北京大學重建“黨委領導下的校長負責制”管理制度，并恢復重建校系學術委員會、學位評定委員會等機構。北大恢復了社會學、心理學、政治學等學科。北大逐步實行了校、院、系三級管理體制改革，設立了經濟學院等多個學院。設立方正集團、青鳥集團等公司，促進科技成果轉化。
1981年3月20日，北京大學學生慶祝中國男排勝利，喊出口號“團結起來，振興中華”，口號傳向中國全國。1984年10月1日中華人民共和國35周年國慶時，北大游行隊伍在天安門前打出橫幅“小平你好”。1989年4月，胡耀邦逝世，北京大學學生與北京其他高校學生自發悼念胡耀邦。悼念活動后來發展成為游行請願活動。4月26日，中國共產黨官方媒體《人民日報》發表“四·二六社論”，將該次運動定性為“動亂”，認為這次運動根本上是否定中國共產黨、否定社會主義制度。5月13日，廣場上的學生發起絕食活動，直到6月3日夜晚人民解放軍進行清場。這就是“六四事件”。1989年秋，根據中共中央、國務院、中央軍委的決定，北京大學開始對新生實行一年制軍政訓練，此制一直延續至1992年。
1986年起，北京大學多次提出“創建世界一流大學”的目標。1996年10月、1998年5月，中國政府先后啟動“211工程”“985工程”，資助北京大學創建世界一流大學。1999年1月，中共北大第十次黨代會宣布全面啟動北大創建世界一流大學計劃，目標用15年或更長時間讓北京大學成為國際公認的世界一流大學。2012年中共北大第十二次黨代會通過報告，計劃大體在北大建校120年前后，基本建成世界一流大學；此后再用15年或更多時間，將北大建成更高水準的世界一流大學；在2048年前后，力爭讓北京大學走在世界一流大學前列。2000年4月3日，北京大學與北京醫科大學合并組建新的北京大學，原北京醫科大學成為北京大學醫學部。后來，北京大學又成立了工學院、藝術學院等學院。為發展交叉學科，北京大學成立了信息科學中心、計算機語言學研究所等單位。北京大學成為兼具自然科學、人文學科、社會科學、醫學以及新型工科的綜合性大學。為創建世界一流大學，北京大學推進教學改革。2001年，北大啟動“元培計劃”，首先在元培實驗班中試行學分制、導師制、彈性學制，實驗班學生入學只分文理科而不分專業。后來，北大將本科生自由選課學分制推向全校，建設了有三百多門課程的通選課體系，對低年級本科生實施通識教育，對高年級本科生實施寬口徑的專業教育。除少數專業外，新生入學時按院系和學科大類招生。北大還投資新建、擴建了一些基礎設施，如建設了理科樓群、圖書館新館、北京大學體育館、人文學苑等。創建世界一流大學的一些措施也引發了爭議。2003年的人事制度改革，由于教師反對，校方被迫兩次改變改革方案。北大為留學生新建的中關新園住宿環境如同賓館標間，還附有游泳館、保齡球館、KTV，中國學生居住的宿舍條件簡陋，被指“厚此薄彼”。2014年新設的燕京學堂在培養宗旨、辦學目的、教育公平等方面引起爭論。
2018年7月，廣東省深圳市發生佳士工人維權事件，北京大學學生岳昕等人表示聲援，要求深圳警方立即釋放被捕工人，并就相關抓捕行為解釋和道歉，并支持工人自主籌建工會。8月19日，岳昕向習近平致公開信，后遭警方騷擾。10月，曾擔任北京市國家安全局黨委書記的邱水平被調任北京大學黨委書記，《金融時報》報道一些人將這一任命解釋為北京大學更為權威主義環境的開始。2018年，諾姆·喬姆斯基等學者呼吁抵制由北京大學主辦的世界馬克思主義大會，此舉是國際社會對中華人民共和國政府打壓組織親勞工團體的學生表示反對的一部分。11月9日，不明身份人員進入北京大學校區將參與工人運動的18屆學生張圣業綁架，并毆打現場拍攝的學生。北大校方則稱被抓捕人“沒有涉及在北大的師生”。
1898年京師大學堂成立時，校址設在閑置的和嘉公主府（“四公主府”）。公主府位于景山東門東側（今北京市東城區沙灘后街55號），明代時曾是馬神廟。1900年，義和團破壞了校舍，隨后八國聯軍進北京，俄軍和德軍先后占領校址，學校的藏書、設施盡毀。1902年，大學堂恢復，重建了馬神廟的校舍，并擴展了校區。1903年，管學大臣張百熙在北京城西瓦窯村、郭家莊附近購入土地1,300畝，計劃8月開工建新校舍，預計建筑費需一百多萬兩白銀。慈禧太后認為花費過多，此事遂罷。由于公主府空間有限，新設的學科只好另尋校址。1903年成立的譯學館址設北河沿，醫學實業館租用地安門內太平街的民房（1904年改名為醫學館，遷入和平門外興勝寺，1907年停辦），進士館設西城李閣老胡同。1905年，內務府撥德勝門外舊操場共1,600畝左右的土地（今北京安德里北街21號）供大學堂建設分科大學。1909年，分科大學建設開工，但不久因辛亥革命停工，大學堂分科大學一直沒能使用這處校舍。1904年，大學堂在馬神廟校區西側修平房十四排，作為學生宿舍，即“西齋”；1905年，將漢花園的空地建為運動場；1909年，在運動場西南角新建一處學生宿舍，即“東齋”。
1913年6月，譯學館停開，原址改由法科使用。農、工、商三科分出后，國立北京大學只剩文、理、法三科，文理兩科均在公主府校區。1918年北大紅樓建成后，文法兩科搬入紅樓，馬神廟校區主要由理科使用。文、理、法三科撤銷之后，沙灘紅樓校區成為北大第一院、校本部所在，馬神廟校區成為北大第二院，法科曾使用的北河沿校址成為第三院。20世紀30年代，北京大學校園以沙灘紅樓為中心，形成了“三院五齋”格局。
紅樓位于北大第一院，是老北大的象征。紅樓地上四層，地下一層，因用紅磚砌成而得名“紅樓”。北大原本打算將紅樓用作學生宿舍，建成后又將其改為教室。紅樓一層為圖書館，毛澤東曾在此工作。紅樓北側的空地原屬松公府，北大租得地皮建設操場，五四運動時的游行隊伍即從此出發。蔣夢麟任校長時期買下松公府所有土地，在松公府西部建設圖書館新館。松公府祠堂址上新建北大地質館，松公府東院北部新建宿舍樓（俗名“灰樓”），兩處建筑均由梁思成設計，體現其現代主義建筑觀點。灰樓西側還有孑民紀念堂。第二院的主要建筑有荷花池、大講堂、藏書樓、南樓、北樓、宴會廳、西齋、五齋女生宿舍。第三院較為開闊，多樹木，院內有數座西式兩層樓房，包括鐘樓、工字樓、一字樓。院內還有大操場、籃球場、排球場、網球場。第三院的禮堂是當時北大最大的，五四運動時學生在此集會。
日本戰敗后，西南聯合大學結束，北京大學返平。北大新增醫、農、工三個學院，校舍也得以擴充，此時北大校舍分散于北平城內和郊外，共計四十余處。舊國會大廈成為北大四院，歸文法學院一年級新生、先修班使用。四院旁邊新設的北大五院為教職員宿舍、北大出版部用房。工學院址設端王府夾道，農學院位于城外的羅道莊，醫學院在西什庫。
1952年院系調整之后，燕京大學撤銷，北京大學搬入燕京大學校園，北大原有校舍交由政府機關使用。燕京大學校園即“燕園”，建于清代園林淑春園遺址上，由美國建筑師亨利·墨菲設計。燕園設計融合了中國傳統建筑布局、中國古典園林意境、西方現代規劃理念。燕園分南部的教學區和北部的環湖風景區。墨菲的設計按照一條東西向的主軸線布局。主軸線連接西門、貝公樓、博雅塔，西端指向玉泉山塔。另有一條南北向的軸線，沿線布置燕京大學男女生宿舍。燕園的主要景觀包括：未名湖、博雅塔、校友門（西門）、貝公樓（辦公樓）、花神廟、德才均備四齋（燕大男生宿舍）、靜園（燕大女生宿舍）、華氏體育館、鮑氏體育館、臨湖軒、燕南園等。
北京大學遷入燕園后，對燕園進行了改建、擴建。1952年北大購入承澤園、鏡春園、朗潤園。50年代新建了第一教學樓、文史樓、地空樓、化學樓、生物樓、哲學樓、物理大樓等。文化大革命期間，新建圖書館樓，并在西門廣場、圖書館東門各塑了一座毛澤東像。文革之后，新建理科樓群、圖書館新館、百周年紀念講堂、廖凱原樓、凱原樓、經濟學院大樓、光華新樓、博雅國際會議中心、校醫院新址、北大科技園、邱德拔體育館，改造了一些教學樓、食堂和宿舍，新建暢春新園、暢春園、蔚秀園等研究生宿舍。1993年3月，北大拆掉了南校墻，改建商業街，通過商業開發籌集經費，引起熱議。2001年4月北大重建南校墻。
除燕園主校區外，現今北京大學還有醫學部校區、昌平校區、深圳校區、大興校區、圓明園校區，共計六個校區。醫學部校區原為北京醫科大學的校園。北醫大原本是北京大學醫學院，1950年獨立為北京醫學院，后來遷往北京市海淀區學院路，成為“八大學院”之一。八大學院的校園設計雷同，均為矩形形狀、正交網格。昌平校區因工程代號為“60-200#”，也稱“昌平200號”，1960年完成規劃設計，當年開工。昌平校區原計劃容納一萬名學生、建筑面積35萬平方米，但因經濟困難中途停工。1994年因學校教室、宿舍緊張，校方決定讓文科大一新生入住昌平園區。2000年邱慶楓事件后，文科大一新生不再入住昌平園。北大計劃將昌平園建成科研基地。深圳校區由2001年成立的北京大學深圳研究生院使用。大興校區是北京大學軟件與微電子學院的所在地。圓明園校區是北大自海淀區長期租借的，主要由北京大學繼續教育學院使用。由于主校區宿舍不夠用，2013年起部分研究生入住圓明園校區。
2020年，北京大學取得北京吉利學院的校區，預計2021年成為北大工學院的校區。
北京大學現有理學部、信息與工程科學部、人文學部、社會科學學部、經濟與管理學部、醫學部共六個學部，直屬院系共53個，學士專業121個，碩士專業242個，博士專業212個。2014年北京大學本科學生共14,576人，碩士研究生14,783人，博士研究生9,400人；長期外國留學生3,516人，分別來自115個國家。截至2014年底，北京大學有6,711名專任教師（含醫學部3,519名教師），校本部3,192名教師中含1,461名教授，1,179名副教授。據2012年底統計，北京大學共有63名中國科學院院士，8名中國工程院院士，17名第三世界科學院院士，20名哲學社會科學資深教授（文科資深教授），147名“長江學者獎勵計劃”特聘教授、講座教授，52名“973項目”首席科學家；44人入選海外高層次人才引進計劃（千人計劃），43人入選青年千人計劃，168人獲國家杰出青年基金。
據統計，北京大學與清華大學是中國高考中錄取分數線最高的兩所學校。除了通過統招錄取學生，北京大學還通過保送、自主招生、中學校長實名推薦制招收本科新生。2014年北京大學在中國內地投放招生計劃2,650個，其中200個投放在北京（占7.5%）。按教育部要求，北京大學自2012年起向貧困地區投放定向招生計劃，2014年投放的定向招生計劃達250個。
北京大學等高校招生向屬地傾斜，一些評論認為此舉違背教育公平。自2008年起，北京大學開始減少在京招生計劃。但是，有評論稱北京考生人數減幅大于招生計劃減幅，北京生源的實際錄取率仍然增加了；還有評論指出，北大等校雖減少了在京招生計劃，但仍會在京擴招（如2012年北大在京第一批次擴招33%以上），有悖“減少屬地招生”的承諾。
1988年，北大提出“加強基礎，淡化專業，因材施教，分流培養”十六字辦學方針，遵循方針推行了教學改革。2001年，北京大學開始“元培計劃”，進行本科教育改革實驗。參加元培計劃的學生實行學分制、導師制、彈性學制，入學只分文理科而不分專業。2002年起，北京大學在本科招生時實施大類招生模式。至2004年，除外國語、醫學類專業之外，其它專業都實現了按學院或學科大類招生，學生入校完成1至2年的基礎課學習后可在本院系內選擇專業分流。中文系、化學學院等院系還推行了本科生導師制。自1989年起，北大開始試行輔修、雙學位制度，至今大多數院系已開設有輔修或雙學位課程，全校有30%的學生攻讀輔修和雙學位。北大還開展跨學科培養項目，如文、史、哲、考古、外語五院系開展的古典語文學班、元培學院開設的古生物學專業。北大在數學、物理學、化學、生物學、計算機科學、環境科學六領域實施了“基礎學科拔尖學生培養試驗計劃”，由知名學者為學生開設課程和討論課，導師與學生雙向選擇以開展個性化輔導，通過國際交流、學科競賽、科研訓練方式培養學生。北京大學自2012年秋季開始試行“小班課教學”，結合大班授課與小班研討的方式培養學生。課程體系方面，北大縮減了本科生畢業學分要求，減少了本科生必修課比例，增大學生自由選課空間。1998年起設立主干基礎課，2000年9月開設本科生素質教育通選課。另外，為加強學科交叉，還設立了學科大類平臺課。北大設立了多項基金，資助本科生進行科研活動。北大還與早稻田大學、耶魯大學等校開展了聯合培養項目。此外，北大開設暑期學校、網絡公開課，將課程資源與社會共享。
2003年至2010年間，北京大學90門課程獲評國家級精品課程，87門課程被評為北京市精品課程。截至2013年，北京大學有17人獲評國家級教學名師，62人成為北京市教學名師。
北京大學有國家重點實驗室11個，省部級重點實驗室86個，國家工程研究中心2個，教育部人文社科重點研究基地13個，人文社會科學國家重點學科28個，各類人文社會科學研究機構260余個，附屬醫院9所。據中國教育部科學技術司《2013年高等學校科技統計資料匯編》，2012年北京大學共獲科技經費25.3億元人民幣，其中有21.9億元為政府資金。
北京大學科研成果豐碩。據統計，1998年至2014年北京大學在人文社科領域獲得國家社會科學基金項目優秀成果獎、高等學校科學研究優秀成果獎（人文社會科學）、北京市哲學社會科學優秀成果獎各獎等數目在參評單位中名列第一。其中，國家社會科學基金項目優秀成果獎評選中2項獲特別榮譽獎、2項獲一等獎，27項獲高等學校科學研究優秀成果獎（人文社會科學）一等獎，7項獲北京市哲學社會科學優秀成果獎特等獎，27項獲北京市哲學社會科學優秀成果獎一等獎。科學技術方面，王選教授和徐光憲教授分獲2001年、2008年國家最高科學技術獎。北京大學獲國家科學技術獎、高等學校科學研究優秀成果獎（科學技術）項目總數多年位居前列，2004年至2013年間獲得教育部科技獎一等獎次數位居中國高校第一。
2018年QS世界大學排名中，北京大學列世界第38名（亞洲第9名，中國第2名）。2016年QS亞洲大學排名將北京大學排在亞洲第9名。2019年泰晤士高等教育世界大學排名中，北京大學排在世界第31位，在上榜的中國高校中排名第二。中華人民共和國教育部學位與研究生教育發展中心2012年學科評估中，北京大學48個學科參評，16個學科排名第一，35個學科排名前三，38個學科排名前五，三項指標均列中國高校第一。評估中排名第一的16個學科是數學、物理、化學、地球物理、力學、中國語言文學、外國語言文學、中國史、世界史、考古學、哲學、政治學、藝術學理論、基礎醫學、藥學、護理學。2016年基本科學指標數據庫（ESI）排名中北京大學6個學科進入全球千分之一，21個學科進入前百分之一，兩項數據在中國大陸高校中排名第一。2016年QS世界大學學科排行榜中，北京大學有26個學科進入全球前50名，語言學和現代語言學進入全球前十名，語言學排名第八，現代語言學并列第十。
老北大的校徽與校旗
2007年發布的北大校徽，規定顏色為“北大紅”，增加了英文名和建校年份
1948年12月17日，國立北京大學迎來50周年校慶
北京大學是中國最早設計校徽的大學。蔡元培任北京大學校長之前，北大沒有校徽。1917年，蔡元培邀請魯迅為北京大學設計校徽。1917年8月7日，魯迅將設計好的校徽稿交給了蔡元培，隨即得到采用。魯迅設計的校徽為一中國傳統瓦當形象，為上下排列的篆字“北大”。既寓意“以人為本”“進步向上”，又有“三人成眾”之意，還可以看成是人的脊梁骨，借此勉勵北大學生爭做國家民主進步的脊梁。評論認為，魯迅設計的校徽造型大氣，明快簡潔，結構緊湊、內涵豐富。劉半農曾戲稱北大校徽是“哭臉校徽”。此校徽一直用到1949年。后來由于歷史原因，此校徽被棄置不用。20世紀80年代北京大學重新啟用這個校徽，并在外周加圈注明英文校名和創校時間，但是沒有規定校徽的顏色和版式。2007年6月13日，北京大學發布了修改、統一后的校徽標志，并規定了標準色“北大紅”。新標志中間采用陰文，代表“兼容并蓄、飽滿深厚”；簡潔的外圈寓意“廣博開放、常為新的姿態”。
蔡元培任北京大學校長期間，為北京大學確定了五色的校旗。校旗的右邊為紅藍黃三色橫列，左邊是縱列的白色，白色之中有一黑色圓圈，圓圈中是篆文的“北大”二字。紅藍黃代表科學，分別指“現象的科學”（物理、化學等）、“發生的科學”（歷史學、生物進化學）、“系統的科學”（植物學、動物學、生理學）。白色是紅藍黃三色的總和，代表融貫科學的哲學。玄學不能用科學的概念證明，用黑色作為代表。蔡元培認為，研究科學的人最多，其次哲學，再次為玄學；人一生中研究科學的時間最多，其次哲學，再次為玄學。所以，校旗上紅藍黃三色所占面積最大，其次白色，再次為黑色。
蔡元培時代的北大校旗現已不再使用。北京大學標識管理辦公室規定，現今北京大學的校旗為白底紅字（或紅底白字），其上是毛澤東題寫的“北京大學”四字。
北京大學并無校訓。“勤奮、嚴謹、求實、創新”、“博學，審問，慎思，明辨”、“愛國、進步、民主、科學”、“思想自由、兼容并包”都不是北京大學的校訓。
蔡元培任校長時，文科大學教授吳梅所作《正宮錦纏道·寄北雍諸生》確定為北京大學校歌。但是當前的北京大學新聞發言人表示，《正宮錦纏道·寄北雍諸生》從未被北京大學校方命名為校歌；北京大學校內廣為傳唱的《燕園情》也不是校歌。
北京大學現行的校慶紀念日是公歷5月4日。此前，北京大學在公歷12月17日紀念校慶日。據陳平原考證，1954年北京大學首次在5月4日慶祝校慶；1951年前，北京大學的校慶日是12月17日。更改校慶日期的原因，資料記載不多。《北京大學大事記》記載，1951年12月7日時任北京大學副校長湯用彤提議把校慶改在5月4日，因為12月17日鄰近期末，師生都相當緊張，不適合舉行大的活動。《大事記》記載，湯用彤的提議當時并未形成決議，但是1951年的校慶活動還是臨時取消了，后來北大的校慶活動就逐漸改到了5月4日。陳平原認為，改校慶的實際原因并非是12月17日鄰近期末，而是當時知識分子主張與老北大傳統決裂，改變校慶日，紀念五四運動，以象征北京大學進入了新的時代。
12月17日并非戊戌年京師大學堂的成立日期，而是壬寅年（1902）京師大學堂開學的紀念日（清光緒二十八年十一月十八日，公歷1902年12月17日）。陳平原考證戊戌年的京師大學堂于農歷十一月十八日（公歷1898年12月30日）開學，這個日期是北大真正的生日。沈弘認為，不應把京師大學堂的開學日期等同于成立日期，成立應在開學之前。他引述西方漢學家的記載，提及關于京師大學堂成立的兩個關鍵日期，一個是1898年7月3日（光緒帝批準《奏擬京師大學堂章程》并任命孫家鼐為首任管學大臣），一個是1898年8月9日（清廷任命丁韙良出任西學總教習）；戊戌年的京師大學堂本部的開學日期應為公歷1898年12月31日，分部（醫學堂）先于本部開學。
新潮社同人游園會紀念。左起：顧頡剛、康白情、載岳、李榮弟、陳達材、王星漢、唐鳴謙、高尚德、毛子水、潘元耿、陳兆疇、郭紹虞、汪敬熙、葉麟、羅家倫、宗錫鈞、徐彥之、孫福熙、孟壽椿、朱自清、孫伏園
北京大學馬克思學說研究會1921年合影。前排左二范鴻劼，左五何孟雄，左六黃日葵；后排左七鄧中夏
有學者將北京大學學生社團的歷史追溯到京師大學堂時代1904年設立的抗俄鐵血會。蔡元培任北京大學校長時，鼓勵學生創立社團。當時有影響力的學生社團有傅斯年與羅家倫組建的新潮社、許德珩等人發起的國民社等。學校還出資支持社團辦刊物。毛澤東在北京大學任圖書管理員時，曾參加北京大學新聞學研究會、哲學研究會。據2009年北京大學招生網發布的北京大學學生社團名錄，北京大學時有政治理論類社團8家、學生科創類社團81家、文化藝術類社團52家、體育健身類社團45家、公益志愿類社團19家、實踐促進類社團10家、合作交流類社團27家、地域文化類社團16家。2010年的統計稱，北大有社團260余家，參與社團活動的本科生每年逾3萬人次，全校大約有75%的學生參加了社團。北大每學年初的社團招新活動號稱“百團大戰”。北京大學的品牌學生社團包括：中國高校首家志愿服務社團北京大學愛心社、曾登上卓奧友峰（海拔8201米）的北京大學山鷹社、最早開展大學生自行車運動的社團之一北京大學自行車協會、設立“陽光骨髓庫”的北京大學陽光志愿者協會、擁有一支室內樂隊的北京大學笛簫學會、共青團中央評出的“全國優秀青年學習組織”北京大學馬克思主義發展研究會等。1997年起，北大團委開始舉辦一年一屆的社團文化節，每次都有近百個社團參加展示、送上表演或與觀眾互動。
蔡元培任校長時，提倡美育，設立畫法研究會、書法研究會、音樂傳習所，邀請名家任教、指導。如今，北京大學擁有合唱團、舞蹈團、民樂團、交響樂團四個主要的學生藝術團。學生合唱團曾獲2001年全國大學生藝術歌曲大賽一等獎、第十一屆全國青年歌手電視大獎賽非職業組通俗唱法銀獎、第一屆全國大學生藝術展演聲樂類比賽一等獎等獎項，民樂團曾獲首屆全國大學生藝術展演民樂類一等獎第一名，舞蹈團曾獲得全國大學生藝術展演舞蹈一等獎等獎項。此外，北京大學還有一些文化藝術類社團、創作團隊、學生個人從事文藝創作、表演活動。北大學生原創音樂劇《一流大學從澡堂抓起》獲首屆中國校園戲劇節優秀劇目獎，學生原創短片《變形記》獲第九屆全球華語大學生影視獎最佳實驗片獎。北京大學主要的學生文化活動有新生文藝匯演、迎新文藝晚會、校園十佳歌手大賽、劇星風采大賽、“北大之鋒”辯論賽、國際文化節等。此外，還有眾多校外演出團體不時在百周年紀念講堂演出。
北京大學體育場館面積較小，運動場地總使用面積僅有63,712平方米。體育場館可分為五個區域：第一體育館、第二體育館、邱德拔體育館、五四體育中心、地廳體育中心。其中，第一體育館、第二體育館為燕京大學所建；邱德拔體育館是北京奧運會乒乓球比賽場館，賽后改造成為綜合體育場館。北大主要的體育活動有校運動會、北大杯足球賽以及“新生杯”、“碩士杯”足、籃、排球賽等。北京大學運動隊曾獲2012年首都高校乒乓球錦標賽男子團體冠軍和女子團體冠軍、2012年北京市大學生擊劍比賽男子佩劍團體賽冠軍、首屆全國大學生馬拉松邀請賽男女馬拉松團體冠軍等獎項。2014年，北大男籃、北大女籃在北京大學邱德拔體育館舉行的第16屆中國大學生籃球聯賽總決賽上雙雙奪冠。
1982年，北京大學在中國首創大學生暑期社會實踐活動。社會實踐涵蓋了多個主題。據2011年的報道，之前三年北京大學參加社會實踐的學生團隊總計673個，參加實踐的學生計7,025人次。北大還開辦了五四學術文化節等品牌學術活動，“挑戰杯”五四青年科學獎競賽等學術競賽。北京大學還設立學生創業中心，通過舉辦沙龍、組織比賽、提供實踐機會等方式幫助學生創業。
1903年京師大學堂主要教職員合影
1924年9月，北京大學研究所國學門同人合影。前排左起：董作賓、陳垣、朱希祖、蔣夢麟、黃文弼；二排左起：孫伏園、顧頡剛、馬衡、沈兼士、胡鳴盛；三排左起：常惠、胡適、徐炳昶、李玄伯、王充瑋
1934年，北京大學地質學系師生合影。前排坐者左起：孫云鑄、李四光、葛利普、丁文江
1937年，北京大學中文系教授與畢業生合影。前排左二起：何容、鄭奠、羅常培、胡適、鄭天挺、魏建功、唐蘭
中國校友會網2014年發布的統計稱，北京大學畢業生當選中國科學院、中國工程院院士者有159人，列中國高校第一。北京大學新聞網2013年發布的消息稱，當時健在的707名中國科學院院士中，北京大學畢業生有90名，列中國高校首位。2007年，北京大學表示，計入中央研究院院士、中國科學院院士、中國工程院院士、中國社會科學院學部委員后，北京大學畢業生當選院士者共586名，排在中國高校榜首。西南聯大時期的學生楊振寧、李政道后來獲諾貝爾物理學獎。獲得2015年諾貝爾生理學或醫學獎的北大醫學院校友屠呦呦是第一位獲得諾貝爾科學獎項的中華人民共和國科學家、第一位獲得該獎的華人科學家。獲兩彈一星功勛獎章的23人里，12人是北大畢業生或北大教授。獲中華人民共和國國家最高科學技術獎的北大畢業生或教授有吳文俊、王選、黃昆、劉東生、葉篤正、吳征鎰、徐光憲、王忠誠、于敏。在北大畢業或任教的人文社科學者有林紓、嚴復、顧頡剛、范文瀾、徐志摩、胡風、馮至、卞之琳、何其芳、李廣田、潘謨華、穆旦、鄭敏、杜運燮、袁可嘉、朱自清、俞平伯、湯用彤、馮友蘭、翦伯贊、王力、朱光潛、馬寅初、陳岱孫、金克木、季羨林、費孝通、張岱年、林庚、宿白、王鐵崖、李賦寧、厲以寧、袁行霈、蕭蔚云、林毅夫、張維迎、田余慶、張廣達、黃楠森、湯一介、趙寶煦等。2003年的一份統計稱，北大畢業生中有413人后來擔任大學校長。
中華人民共和國國務院現任總理李克強是北大法律系1977級本科生，后來在職獲得北大經濟學博士。埃塞俄比亞前任總統穆拉圖·特肖梅是北大哲學系1977級本科生，與李克強同期本科畢業，后來在國際政治系獲得碩士、博士學位。政界的北京大學校友還有胡啟立、唐家璇、王夢奎、李肇星、陳福今、胡德平、張維慶、鄧楠、齊續春 、楊岳橋、薄熙來、白春禮、袁純清、趙樂際、胡春華等人。中國校友會網2014中國大學杰出政要校友排行榜中，北京大學有政要校友92名，列排行榜第一。
在文化界擔任管理職務的北京大學畢業生有蔡武、申尊敬、王庚年、俱孟軍、何平、孫冰川、盧仲云、楊迎明、雷佳等。北大畢業生中的知名記者有汪大昭、唐師曾、李響等人，知名主持人有阿憶、王利芬、曲向東、張泉靈、撒貝寧、李思思等。導演英達、林天強，相聲演員徐德亮也是北京大學畢業生。
據中國校友會網2014年的統計，1999年至2013年間登上福布斯等榜單的中國富豪中，北京大學畢業生占98人，列中國高校首位。中坤集團創始人黃怒波、新東方創始人俞敏洪、當當網創始人李國慶、百度創始人李彥宏、新浪網創始人王志東都是北大本科畢業生。金融界的北大校友有易綱、龔方雄、謝韜、蔡紅軍、閻焱等人。
根據2002年中華人民共和國國家體育總局、教育部等頒發的文件《關于進一步做好退役運動員就業安置工作的意見》，體育比賽中獲中國前三、亞洲前六、世界前八名或獲得國際級運動健將稱號的運動員，可免試進入高校學習。在北京大學讀本科的奧運冠軍有李寧、羅雪娟、雷聲、鄧琳琳、孫玉潔等人。
根據教育部2015年1月發布的《高等學校校辦企業統計概要公告》，北京大學校辦產業總資產排名第一，凈利潤排名第二。據統計，北京大學校辦產業的產值占中國大陸校辦企業產值的三分之一。2014年，北京大學校辦企業總資產超過1,800億元人民幣。2002年，北京大學注冊成立國有獨資企業北大資產經營有限公司，代表學校對校辦企業行使出資人權利。北京大學校辦企業主要有北大方正、北大青鳥、北大未名和北大科技園等。
方正集團下轄五大產業集團，擁有六家上市公司，2015年總資產1,966億元人民幣，總收入805億元。方正集團的前身是北京大學1986年成立的北京大學理科新技術公司，通過激光照排技術起家，后來成為兼跨IT、醫療醫藥、房地產、金融、大宗商品貿易等行業的多元投資控股集團。根據2003年改制時確定的股權方案，北京大學擁有方正集團70%的股權，集團管理層擁有余下30%股權。2003年方正改制后，李友等高管通過資本運作使得方正快速擴張。然而，2015年1月，方正高管魏新、李友、余麗等人因涉案被帶走調查。
* 中華人民共和國教育部直屬高等學校列表
* 基礎學科拔尖學生培養試驗計劃
* 中華人民共和國國家實驗室列表
* 中華人民共和國國家重點實驗室列表
西安交通大學（，縮寫：），簡稱交大、西交、西交大、西安交大，是位于中國古都西安的一所具有理工特色，涵蓋理、工、醫、經、管、文、法等10個學科門類的教育部直屬綜合性全國重點大學。
西安交通大學是中華人民共和國頂尖高校之一，是“C9高校聯盟”成員之一，“雙一流A類”和原“985工程”、原“211工程”重點建設大學。西安交大的前身是清末洋務派政治家、實業家和福利事業家盛宣懷于1896年創建的南洋公學，后曾易名南洋大學、上海工業專門學校，中華民國大陸時期后期稱為國立交通大學。1955年，由于國際形勢的風云變幻并為積極支援西北地區教育建設，國務院決定交通大學遷往西安，是為交大西遷，后西遷停止，改為兩地辦學。1959年交通大學分立，交通大學西安部分定名為西安交通大學，原交通大學校長彭康被任命為西安交通大學首任校長。
交通大學校史表
南洋公學由盛宣懷在光緒二十二年（1896年）創建於上海，與北洋大學堂同為中國近代歷史上最早創辦的大學。1895年甲午戰爭戰敗后，清政府推行新政。天津海關道盛宣懷在天津創辦北洋大學堂后，曾與兩江總督劉坤一商討設立南洋公學。1896年10月，盛宣懷上奏《條陳自強大計折》并附《請設學堂片》奏請在上海設置南洋公學，提議由輪船招商局和電報局提供經費。12月6日光緒帝諭令批準盛宣懷設立學堂。南洋公學隸屬于招商局和電報局，校內設置了師范學院、外院、中院和上院四院，盛宣懷首任督辦。1905年改隸商部，更名為商部上海高等實業學堂。1907年改隸郵傳部，更名為郵傳部上海高等實業學堂。辛亥革命后1911年到1912年間為南洋大學堂。1912年中華民國成立后劃歸繼承清政府郵傳部的中華民國交通部，更名為交通部上海工業專門學校，直至1921年與交通部下屬的另外三校合并為交通大學。
1947年護校運動中交大學生駕駛火車赴南京請愿
1920年（民國9年）12月，北洋政府交通總長葉恭綽以交通部所屬上海工業專門學校、唐山工業專門學校、北平鐵路管理學校、北平郵電學校四校散居各地，不便管理。決定於1921年統一學制，統稱交通大學，辦事處設在北京，是為交通大學第一次合并。1922年5月，因北洋政府派系糾紛，葉被迫離職，交通大學存在不足一年即解體。
1922年交通大學解體后原交通部上海工業專門學校單獨成立交通大學上海學校，后在1922年夏更名交通部南洋大學直至1927年。1927年8月更名為交通部第一交通大學。
1928年，南京國民政府取代北洋政府，9月，滬、平、唐三校再次合并組成“交通大學”。本部為上海滬校，唐校為土木工程學院，平校為鐵路管理學院。是為交通大學第二次合并。
對日抗戰八年時期，交通大學滬校內遷到重慶，唐校和平校內遷到貴州遵義。1945年8月交通大學重慶總校返回上海。1946年國立交通大學從交通部劃歸教育部，教育部令國立交通大學貴州分校平、唐兩院分別回遷，平校另獨立為國立北平鐵道管理學院，與國立交通大學分離。同年12月，教育部下令停辦輪機、航海兩科。1947年5月約2800名學生曾駕火車赴南京請愿反對停辦，是為交通大學的護校運動。
1949年5月27日，中國人民解放軍占領上海，同年6月15日，接管國立交通大學上海本部。在1949年7月平、唐兩校共同成立中國交通大學后，唐校也最終與在上海的國立交通大學分離。1949年國共內戰期間部分師生隨國民政府遷臺，1958年由在臺校友倡議復校，即如今位于新竹市的國立交通大學。
中華人民共和國成立后，國立交通大學的上海本部更名為交通大學，平校和唐校另合并成立中國交通大學，是為由滬平唐三地構成的交通大學第二次解體。
50年代初，當時的政府參照蘇聯專業化的教育模式進行拆分，實施院系改革。交通大學由具有相當規模的理、工、管的多學科大學被拆分成單一的工科大學。大量院系調出。其中理學院中的數學、物理、化學學科被調到復旦大學；化學還支援成立了華東化工學院（現華東理工大學）；土木建筑全部被并入同濟大學；管理學院的管理、會計、財務等系并入復旦大學和華東師范大學，部分支援成立了上海財經學院（現上海財經大學）；紡織系分離出去成立了中國紡織大學（現東華大學）；水利系由嚴愷帶去成立華東水利學院（現河海大學）；航空工程系調整到華東航空工程學院（現西北工業大學）；機電中的電子部分調入南京工學院（現東南大學），1955年又支持了成都電訊工程學院（1988年更名為電子科技大學），機電還支持了哈爾濱工業大學。此外還分出去支援了上海海運學院等許多學校。交通大學只是從外面調入了一些工科力量，但除了造船得到大連工學院（現大連理工大學）、同濟大學支援得到加強外，其余并入的實力都不強。在1952年的院系調整結束后，交通大學成了一所純工科大學，實力受到重創。
1956年，第一批交通大學師生西遷西安
1955年，鑒于當時的國際形勢，同時也為支援西北教育建設，國務院決定在上海的交通大學在1955年至1957年兩個學年中分批遷往西安，是為交大西遷。1956年暑假，西安新校舍落成，學校第一批西遷開始。但由于形勢的變化和校內師生的反對意見，內遷工作不久中斷。但此時超過半數的師生和大部份設施已經遷去西安，西安新校區開始接受新生，交通大學也就正式開始兩地辦學。由于上海和西安兩地管理上非常不便，加上西安部分已經成為事實，回遷恢復已沒有可能。1959年7月31日，經國務院批準，交通大學兩部分獨立建校，分別成立兩所校務獨立上海交通大學和西安交通大學。交通大學兩校分立，是繼院系調整之后，實力再次遭到削弱；而兩校分立，又為幾十年后兩校在校友資源，校史解讀等問題的糾紛上埋下伏筆。
1957年時，西安動力學院整體并入西安交通大學。
1959年交通大學分立，交通大學西安部分定名為西安交通大學，并被列為首批全國16所重點大學之一。“七五”，“八五”期間，西安交通大學被國務院確定為全國5所重點建設的大學之一（分別是清華大學、北京大學、復旦大學、上海交通大學、西安交通大學）。
1992年西安交通大學成為首批進入國家 “211工程”建設的7所大學之一， 1999年成為首批進入“985工程”的9所高校之一，2006年成為首批進入“111計劃”的8所高校之一。
2000年4月經國務院批準，西安醫科大學、陜西財經學院與西安交通大學實現合并。
盛宣懷，南洋公學創始人，1896-1905年任校長
唐文治，1907-1920年任校長
葉恭綽，1921年任校長
1896年冬-1905年春
1897年春-1901年春
1901年春-1901年夏
1901年秋-1901年冬
1901年冬-1902年春
1902年春-1902年冬
1902年冬-1903年夏
1903年夏-1903年冬
1903年冬-1904年夏
1904年夏-1904年冬
商部高等實業學堂
1905年春-1907年春
1905年秋-1906年春
郵傳部上海高等實業學堂
1907年春-1907年秋
1907年秋-1911年冬
1912年春-1920年冬
交通部上海工業專門學校
1920年冬-1921年春
1921年夏
交通大學（上海學校）
1921年夏-1922年夏
滬校副主任、主任
1921年冬-1922年秋
1922年夏
1922年夏-1922年秋
交通部南洋大學
1922年秋(未到任)
1922年秋-1923年夏
1923年夏-1924年冬
1924年冬-1927年夏
交通部第一交通大學
1927年夏
1927年秋-1928年春
1928年春-1928年秋
1928年秋-1928年冬
國立交通大學
1928年冬-1930年冬
1929年夏-1930年冬
1930年冬-1944年秋
交通大學重慶分校
重慶分校主任
1940年秋-1941年秋
1941年秋-1942年秋
國立交通大學重慶總校
重慶總校代理校長
1944年冬-1944年冬
1944年冬-1947年秋
1947年秋-1948年秋
1948年秋-1948年冬
1948年冬-1949年秋
校委會主任委員
1949年秋-1952年秋
1952年秋-1953年夏
1952年秋-1968年冬
1952年9月－1968年
1976年－1978年
1978年－1982年
1982年－1984年
1984年－1990年
1990年－1997年
2003年－2014年
按目前交通大學校友總會章程中規定，交大校友會由五所交通大學之校友組成，除西安交通大學外，還包括與西安交大同源的上海交通大學，由北京鐵路管理學校和北平郵電學校發展而來的北京交通大學，由唐山工業專門學校發展而來的西南交通大學，以及于1958年在臺灣復校的國立交通大學（中國大陸稱為新竹交通大學）。
西安交通大學校訓
精勤求學，敦篤勵志，果毅力行，忠恕任事。
交通大學校訓曾有過多次變更，例如1909年（宣統元年）版本的“勤，儉，敬，信”，1925年版本的“和厚，肅靜，勤奮，整潔”，1933年版本的“精勤，敦篤，果毅，忠恕”，再到1937年的“精勤求學，敦篤勵志，果毅力行，忠恕任事”。此外校友陸定一在上世紀八十年代還題寫過“愛國愛校，追求真理，勤奮踏實，艱苦樸素”的校訓。2005年4月4日，西安交通大學決定啟用1937年《交通大學一覽》公布的校訓。
西安交通大學之校徽圖案中心為鐵砧、鐵錘，砧上置中西書籍若干冊，表示工程教育工讀并用之意；砧座有阿拉伯數碼1896四字，表示原在上海的交通大學創辦之年份。砧外為齒輪，外框像車輪，皆寓工程與交通之意。
1925年4月8日校慶交通部南洋大學向師生和校友征集校徽，年底確定了將當時在校學生徐震池和楊恒的設計稿合二為一的樣式，并于1926年1月23日校長凌鴻勛發布公告實行。
+西安交通大學校徽歷史
1926年版校徽
1934年版校徽
1940年版校徽
南洋大學Nanyang University45齒校徽
交通大學Chiao Tung University50齒校徽
交通大學Chiao Tung University46齒校徽
西安交通大學校歌
1943年公布，2005年重新啟用  蕭友梅譜曲
美哉吾校，真理之花，青年之模楷，邦國之榮華。
校旗飄揚，與日俱長，為世界之光，為世界之光。
美哉吾校，鼓舞群倫，啟發我睿智，激勵我熱忱，
英俊濟蹌，經營四方，為世界之光，為世界之光。
美哉吾校，性靈泉源，科學之奧府，藝術之林園。
實業擴張，進步無疆，為世界之光，為世界之光。
美哉吾校，燦爛文明，實學培國本，民族得中興，
宇土茫茫，山高水長，為世界之光，為世界之光。
*上半段校歌除「模楷」一詞和部分標點符號外，與臺灣的國立交大現行校歌歌詞一致。
現行西安交通大學校旗為藍底，中部置有校徽及校名的旗幟。其中藍色象征科學知識與海洋的深邃，白色象征光明。
南洋公學時期曾使用醒獅起搏大地圖案的校旗。交通大學時期的校旗中間為校徽，兩側為三道水平橫條，代表滬、平、唐三校，上方文字為“國立交通大學”。
+西安交通大學校旗