北大能從惡名昭彰蛻變成著名的新式大學，樹立自由開明的學風，並成為新文化運動的重鎮，這一切與蔡元培的大力改革有著密切的關係。蔡元培(1868?1940)，又名鶴卿，字孓民，浙江省山陰縣人，清末曾中進士，任翰林院編修。1898年戊戌變法失敗後，辭職致力於教育事業。1903年與章炳麟等籌組光復會，之後加入同盟會。中華民國臨時政府成立後，擔任教育總長。袁世凱接任總統後，辭職赴德國萊比鍚大學研究現代文明史，1913年先回國後再赴法研究，並為當地的中國工人從事教育與社會服務，推動留法學生的工讀計劃。1916年回國，北京政府隨即邀請其出任北大校長。在蔡元培發表的就職演說中，率先強調「大學者，研究高深學問者也。」「學生進入大學的目的應是求學，不應當是升官發財」，明白揭示北大絕非「官僚養成所」。他又公布治校三大方針：第一、大學是學術研究的機構。「研究」不僅是指介紹西方文明，而且要創造一種新文明；不僅只是保存「國粹」，而且要以科學方法來揭發國粹的真相。第二、學生不應當把大學當作是舊科舉制度的代用品，也不該忽略了自己所學專長之外的各種學科知識。第三、大學裏應保有思想學術自由。各種不同的理論，只要是其持嚴格的學術立場，都應有兼容並收和自由發表的機會。蔡元培在北大推行一系列的改革，時人稱之為「學術第一」、「教授治校」、「講學自由」、「兼容並包」。蔡元培主張學習應該文理互修，兼涉他科，也不贊成僵硬的年級制，在1919年初，他打破了北大的文、法、理、工四科及互不涉獵的界限，改設為數學、物理學、化學、地質學、生物學、心理學、哲學、教育學、中國文學、英國文學、法國文學、德國文學、經濟學、史學、政治學、法律學等17個系，學生並可自由選修他系的課程。另外，在他的革新下，學校是由教授們來主導，而不是行政人員或是官員，教授們並組成各種研究與輔導學生的社團。至於蔡元培「講學自由」、「兼容並包」的措施，則為北大樹立了自由學風。他延聘教授只問其學術成就，不講資歷，不問思想派別。於是，許多相當年輕的學者獲聘，如1919年五四運動發生時，擔任北大教授的胡適28歲，朱家驊、梁漱溟則僅有26歲。在學派上，呈現百家爭鳴的特色。在國學研究方面，今文派崔適、古文派陳漢章並立；在史學上，信古派的陳介石、疑古派的錢玄同並存；至於文學，既有桐城派的林紓，也有倡導白話文學的胡適，而且當新文化運動提倡白話文後，引發林紓的強烈反對，蔡元培發表〈致林紓的公開信〉，以重申其尊重學術自由的基本立場。北大教授群的政治主張，更可說是百花齊放。主張帝制或復辟的辜鴻銘(穿長袍馬褂、拖長辮，教授英國文學)、劉師培(籌安會的發起人，教授古代文學)，國民黨的王寵惠，信奉無政府主義的李石曾等，皆在北大任教，新文化運動的主要推手如陳獨秀、李大釗、魯迅等新知識分子也加入北大教授的陣容。當時北大傳播的思想可說是從古老的孔孟之道，到最時髦的克魯泡特金、尼采，從最頑固的文化保守主義到最先進的全盤西化論，各種思潮皆在這裡碰撞、激盪。蔡元培極為鼓勵學生自治，各種學生組織紛紛成立，包括讀書、演說、討論、出版、娛樂、社會服務、體育等社團，並設置學生銀行、消費合作社、博物館等。工讀制度也在此時引進北大，學生捲起衣袖，拿起鋤頭與工具，拉近知識分子與勞工之間的界限，亦將平等的精神注入了北大。蔡元培本身的愛國思想與力行實踐，對五四學生運動的產生有著密切關聯。雖然他認為學生最重大的責任是讀書，政治集團和學校之間不應該有什麼關係；但他主張二十歲以上對政治有興趣的學生，可以個人身份加入任何政治集團；學校可以加以勸告，但沒有理由干涉他們的自由選擇。1918年，蔡元培成立「進德會」，旨在提升師生的道德修養。會員分為三種等級，甲種要不嫖妓、不賭博、不娶妾；乙種進一步被約束不做官，不做議員；丙種再加上不飲酒、不食肉、不吸煙。這些戒律大多是針對個人品德的要求，但是不做官、不做議員的要求，除可看到無政府主義和虛無主義的影響外，更是反映出在他們的眼中，舊官僚和軍閥是所有罪惡的泉源。北大在蔡元培的改革下脫胎換骨，成為現代化的大學，成為當時學術界的「精神的聖地」。蔣夢麟如此評價蔡元培和北大的關係－這個在「大風雪」中走進北京城的人，在一潭死水中投下了一塊「知識革命之石」。1919年，五四運動爆發，蔡元培竭力的贊同與支持。在5月4日當天晚上，北大學生齊集法科大禮堂會商營救被捕學生時，蔡元培出席表示：「今日所發生的事，乃屬愛國運動，此種運動在各國是最平常的事，大家不必驚慌，我當負責營救。」幾經交涉，被捕學生終於在5月7日獲得釋放。然而，隨著學生運動迅速漫延到其他地區，北京政府內的親日派將一切歸咎於蔡元培的唆使，加上某些政客想乘機奪取北大，而少數以衛道自命的人士，亦欲以去蔡來打擊新文化運動，於是在各方的壓力下，蔡元培被迫於5月9日留書辭職出京，祕密前往天津。為恐學生誤解，蔡元培在出京途中，曾經致函北大學生：僕深信諸君本月4日之舉，純出於愛國之誠。僕亦國民之一，豈有不滿意於諸君之理？惟在校言校，為國立大學校長者，當然引咎辭職。……惟恐諸君或不見諒，以為僕之去職為有不滿於諸君之意，故特在途中?促書此，以求諒於諸君。蔡元培離開後，罷課運動並未停止，其他各地的學生也紛起聲援，風潮益形擴大，迫使北京政府態度軟化，開始嘗試與學生談判和協商，而「挽回蔡元培回任北大」就成為他們訴求的重點之一。1919年6月28日，中國和會代表拒簽對德和約，五四遊行示威該是圓滿落幕。在各方的挽勸下，蔡元培亦不願因為個人去留而再衍生枝節，遂同意回任北大校長。蔡元培認為，學生在五四運動中，表現出高度的自治能力和自動精神，不過目的既已達成，便應該轉移心力於學術研究上，作救國的長遠打算。於是，他發表〈告北京大學學生暨全國學生聯合會書〉，呼?學生回到校園，不要再浪費時間於罷課、遊行、示威，明白宣示：「自今以後，願與諸君盡瘁學術，使大學為最高文化中心，定吾國文明前途百年大計。」五四掀起的波瀾與蔡元培的回任，足以顯示蔡元培改革北大的成效與所獲得的肯定。胡適就曾經轉述美國哲學家杜威對蔡元培的評論：「……以一個校長身分，而能領導那所大學對一個民族、一個時代起轉折作用的，除蔡元培而外，恐怕找不出第二個。」