民國初年中國出現了研究自然科學的機構和團體。1915年中國留美學生成立了中國科學社。中國科學社的社員，大部分是在國內和國外從事自然科學研究與工程技術工作有成績的人，其中不少人是中國近代自然科學中各學科的創建者和帶頭人。到1949年，中國科學社會員發展到3 776人，他們對中國科學事業的發展起了重要的作用。
1927年5月，國民黨中央決定成立中央研究院，次年6月正式成立，蔡元培為院長。中央研究院是當時的國家最高學術機關。1929年9月北平研究院成立。全國各大學相繼成立了不少研究所。
由於中國是一個半殖民地半封建國家，在自然科學方面，知識水平低，人才不足，經費奇缺，加上政治動蕩不安，科學研究受到極大限制。但由於科學家們的辛勤努力，自然科學的研究，仍然取得了不少成績，其中有的達到了世界先進水平。
數學方面，陳建功對富利埃級數的研究，蘇步青對微分幾何學的研究，華羅庚對解析幾何的研究，都作出了重要貢獻。地質學方面，李四光提出了地質力學的原理和方法。物理學方面，吳有訓對康普頓效應的研究、錢三強對鈾原子核的研究、錢學森對稀薄氣體動力學理論的研究，都作出了貢獻。在地球物理學方面，竺可楨根據大量觀測資料，找出了中國四季氣候變化的規律。古人類學和古生物學方面，1929年裴文中在周口店發現北京猿人頭骨和大量古生物化石，這是轟動世界的大事。北京猿人頭骨的發現在人類學和中華民族起源問題的研究上，都有重大價值。工業化學方面，侯德榜發明了新的制鹼方法，這是中國人對工業化學的具有國際聲譽的貢獻。橋梁工程方面，在茅以升主持下修建了錢塘江大橋。
中國有悠久的哲學發展史。清末以來，西方哲學不斷被介紹到中國。五四時期西方各種哲學流派被大量介紹，其中影響最大的是馬克思主義哲學。
早期宣傳馬克思主義的有李大釗、陳獨秀等。1924年1月印行的瞿秋白的《社會哲學概論》，比較系統地介紹了辯證唯物主義和歷史唯物主義。這是最早比較全面地闡述馬克思主義哲學的一本書。李四光（1889-1971年），湖北黃崗人
1934年11月，艾思奇在上海《讀書生活》雜誌上連續發表「哲學講話」，以通俗易懂、生動活潑的言語，闡明辯證唯物主義及其認識論的基本原理和唯物辯證法的基本規律，對馬克思主義哲學的普及起了很大作用。1935年，李達印行《社會學大綱》一書，這是中國人寫的一部系統闡述馬克思主義哲學的著作。書中總結了辯證法的根本原則，強調了實踐對認識的決定意義。這本書在中國馬克思主義發展史上佔有十分重要的地位。
20世紀三四十年代，與馬克思主義相對立的是當權的蔣介石集團的「力行哲學」。力行哲學是蔣介石歪曲孫中山的知行學說，利用外國法西斯主義的哲學觀點，糅和王陽明的「知行合一」說而提出來的。這種力行哲學，就是法西斯的反理性的行動主義，是愚民哲學。
除上述馬克思主義哲學和法西斯主義哲學以外，建立自己的哲學體系、闡述自己的哲學見解的哲學家，主要還有馮友蘭、金嶽霖、熊十力等。
五四以後，中國史學發展進入一個新階段。隨著馬克思主義的傳人，中國的馬克思主義史學開始出現。中國共產主義運動的先驅李大釗，是我國馬克思主義史學開創者、奠基人。他首先在高等學校講授唯物史觀和史學思想史等課程，把馬克思主義引入史學領域。他的《史學要論》，是我國最早用馬克思主義觀點寫成的史學概論。
1930年，郭沫若的《中國古代社會研究》的出版，標誌著中國馬克思主義史學開始形成。40年代，馬克思主義史學得到了很大發展，取得了突出的成就。完成了一批中國通史著作，如呂振羽的《簡明中國通史》、范文瀾的《中國通史簡編》、翦伯贊的《中國史綱》（第1、2卷）等；中國思想史的研究有很大進展，如郭沫若的《青銅時代》、侯外廬的《中國古代思想學說史》等。
五四以後的30年間，中國史學的發展和研究，除上述外，還有許多歷史學者作出了重要貢獻，使中國史學的研究蔚為大觀。梁啓超是中國資產階級史學理論的奠基人。他寫了《中國史序論》、《新史學》、《清代學術概論》、《先秦政治思想史》、《中國歷史研究法》、《中國近三百年學術史》等一大批具有較高價值的學術著作，影響很大。王國維是在歷史考據方面有很大成績的史學家。他治史的最大特點是把新發現的材料跟古史記載結合起來，從而獲得對古史的新解。他開創了甲骨學。陳寅恪開創了以詩文證史的治學途徑。
除五四時期和國民黨在文藝方面圍剿進步文學期間取得的成績外，七七事變以後，大批文藝工作者投入轟轟烈烈的抗日鬥爭，用各種形式的文藝宣傳直接為抗戰服務。1938年3月在武漢成立了中華全國文藝界抗敵協會，號召文藝工作者「用我們的筆，來發動民眾，捍衛祖國，粉碎敵寇，爭取勝利」。這一期間，出現了一批以歷史題材為現實服務的劇本，最著名的是郭沫若的《屈原》。劇本創造了一個熱愛祖國、意志堅強、光明磊落、為正義獻身的典型人物屈原，收到了巨大的政治效果和藝術效果。
在共產黨領導的解放區，自1942年延安文藝座談會之後，解放區的文藝出現了嶄新的面貌。趙樹理的《小二黑結婚》、《李有才板話》等作品，深刻地反映了中國農村的新變化，塑造了新型農民的形象。他的作品具有濃厚的中國氣派和中國風格，深受廣大農民群眾喜愛，對文學形式的民族化、大眾化作出了重大貢獻。另外，在音樂方面，冼星海是解放區最傑出的作曲家，他創作的《黃河大合唱》、《在太行山上》等等都是歷久不衰的優秀作品。在戲劇方面，出現了才華橫溢的京劇表演藝術家梅蘭芳，抗日戰爭時期，作為傑出的旦角演員，他不怕漢奸特務的威逼利誘，留須罷演，表現了崇高的民族氣節。