1898年7月,清光緒帝正式下令,批准設立京師大學堂。1898年至1900年的京師大學堂(後來被稱為「戊成大學」),一切因陋就簡,因此,它在實質上仍然是一所封建主義、並帶有近代資本主義性質的舊式書院。1900年,八國聯軍入侵北京,京師大學堂遭到破壞,校舍被佔,圖書設備被毀,大學堂難以維持,於8月3日被下令停辦。
1902年12月17日學堂恢復,藏書樓也於同年重設,派吏部尚書張百熙為管學大臣,吳汝綸和辜鴻銘任正副總教習,嚴復和林紓分任大學
堂譯書局總辦和副總辦,各個方面開始步入正軌。先設速成、預備兩科。速成科分仕學、師範兩館,預備科分政科及藝科。
隨著時間發展,京師大學堂設立了進土館、譯學館及醫學實業館。後京師大學堂開辦分科大學,共分七科,設十三學門,分別是詩經、周禮、春秋左傳(經科);中國文學、中國史學(文科);政治、法律(法政科);銀行保險(商科);農學(農科);地質、化學(格致科);土木礦冶(工科),一個近代意義的綜合性大學初具規模。
1912年,曾翻譯《天演論》的嚴復被任命為京師大學堂總監督,接管大學堂事務。京師大學堂本身也越來越類似現代意義上的大學。1912年5月,京師大學堂正式更名為北京大學,嚴復成為北京大學的首任校長。