胡适于1946年7月回到北平，在他就职的欢迎会上，清华等校的代表也参加了。冯友兰在发言时说：“胡适出任北大校长，是一件应乎天而顺科人的事，就全国范围来讲，再没有比胡适更合适的人选了。”这话在当时是很有代表性的。胡适在致辞中曾说到：我在抗日战争期间，对于国家的贡献，实甚微末。虽然做了几年的驻美大使，亦是没有替国家借过一文钱，买过一枝枪，甚感惭愧。
胡适对于北大文学院的学风也有他的不满之处。例如他兼任了中文系主任之后，他曾向人表示，他很想把中文系某些教师的繁琐考证风气加以扭转，使他们能做到他所主张的“大处着眼，小处下手”。当史学系主任姚从召出任河南大学校长之后，他也想要把史学系主任兼起来，以便对史学的研究方法有所改进。但是他已经兼任了中文系主任，不宜再兼一个主任，后来由秘书长郑天挺兼任了，而他自己则在史学系开设了史学方法论这一课程，想在学生中间培养一种他所认为正确的学风。在这期间，他还想到抗日战争以前北大史学系的主任陈受颐（他的英文很好，抗日战争期间，经胡适介绍，在美国一个大学任教），他很担心陈受颐日后转入美国籍，便极力请他回国看看，意图是留他做史学系主任。但陈受颐回来看到国内情况并不稳定，于是只在北平住了一个短暂时期，就又回美国去了。后来，胡适一直摆脱不掉许多政治活动，他能够上课的时间越来越少，所以，不论在中文系或历史系，他都没有能够起到他所要起的作用。
他任校长后，碰到的第一次学潮就是因为北大先修班的一位女生被美国大兵污辱而引起的抗暴运动。在北平的大学生为此举行第一次学潮时，胡适刚从南京产回到北平，他这时一方面尽力发抚学生，劝说他们不要上街示威游行，另一方面，也作为受害女学生的代表人，亲自出席法庭，控拆美国大兵的野蛮行径。后来由司法部门应美方要求把这一案件转移到美国去审理。胡适当时曾向人说，这将是对美国司法部门的一次考验。但事实上，美国那个大兵后来被判定为“无罪释放”，胡适也莫可奈何了。
在胡适任北大校长期内，南京政府统治下的局势动荡不安，各地的学生运动风起云涌。胡适出任北大校长以后，他认为凭籍他自身的威望，可以起到坐镇北方教育界的作用。每当北大或北平的其他高校学生因从事学生运动而被捕时，他无不竭力加以营救。就他的立场来说，他当然不是为了要维护革命势力，而只是反对国民党政府的这种高压政策，认为这样做会适得其反，更要激起学生的愤怒，惹出更大的乱子。但是，蒋介石对于这一点并不理解，所以前后有几次要把胡适拉到南京去做官。例如，有一次是要他去做南京政府委员。在南京的傅斯年就写信给胡适，力主他应断然拒绝。蒋介石当时还辗转示意给胡适：如不去南京做官，也可以出面组党，或者主办一个政论刊物。
胡适则既不去南京做官，也不组党，也不办刊物。前两事似乎都无须解释，他对善于不办刊物的原因曾向人说：“过去我主办《独立评论》是由我和傅孟真（即傅斯年）、丁文江等人合伙出资编刊的。现在物价大涨，我自己决无这种财力，但如向政府要钱，那我就无法独立发表意见了。他当时还向人表示，他既已做了北大校长，就希望能够做它个十年八年，以求能做一些成绩出来，否则既对不起北大，也对不起自己。胡适既然打算在北京大学校长任上干它个十年八年，既然一心一意要把北大办成具有国际地位的大学，所以在1947年，他就发表了一个“五年教育计划”，向政府建议在五年之内集中财力发展北京大学、清华大学、中央大学、浙江大学和武汉大学。他认为这些大学在设备和师资队伍方面都有较好的基础，集中力量来办理，收效当能较快。这当时惹起了五校以外的许多校长的反对，因此这些建议未能实现。胡适还有一件未能实现的事：当胡适尚未回国就任校长之前，任北大理学院长的饶毓仄就与他函商，一定要把钱学森和郭永怀从美国请来北大任教，以便使北大在物理学、力学方面能有突出的发展，但因为二人当时难于离美，未能实现。在胡适就任校长之后，胡适还曾向当时的国防部长白崇禧、参谋总长陈诚写信，建议在北京大学集中全国一流的物理学者，使他们能专心研究最新的物理学理论和实验，并训练青年学者，把北大作为原子物理的研究中心，以为国家将来国防工业之用。他所开列的名单如下：钱三强和他的夫人何泽慧、胡宁、袁家骝和他的夫人吴健雄、张文裕、张宝燧、吴大猷、马仕俊。他认为以上九人可谓极全国之选，并都已答应到北大来，有的且已接受了聘书。其所以必须将他们集中到北大，是为了不致分散各地，以便发挥最大的优势。在信的最后，他说，此议倘能是取两位先生的同意和赞助，那就可以断言，我们在四五年内一定可以做出满意的成绩。
不幸的是，胡适出任北大校长，真所谓“受任于败军之际，奉命于危难之间”，当时的南京政府军政大员对于北平之能否保得住，都已经失掉信心，怎还肯来赞助这一计划使之实现。胡适在担任北大校长期间，曾屡次向人表示说：“蔡元培任北大校长期内，修建了一座红楼；蒋梦麟任北大校长期内，修建了一座图书馆；我在做校长期内，总也应当为北大修建一座值得永远纪念的建筑物，我是想能修建一座礼堂。后来他就正式向总务负责人提出，而且与建筑学家梁思成几次商洽此事。梁思成回复他说：“如果想修建一个容纳千人以上的礼堂，那就和一般小型礼堂大不相同，必须设法多造出入口，以便一旦发生事故时，能在一两分钟内把礼堂内的人员全部疏散。”无奈那位总务先生是一位顾虑很多的人，他暗自思忖，如果真修成一座大礼堂，各校的学生们要借用这个礼堂作为经常开会的地方，那将如何是好。他对胡适的这一意图采取敷衍态度和拖延做法，既不反对，也不认真筹措，以致到1948年冬，胡适离开北平之日为止，这个礼堂仍然是个空中楼阁。