对同学约法三章后，蔡元培也向同学们承诺近期两项计划：“一是改良讲义，二是添置书籍。改良讲义也好，添置书籍也好，就是希望同学们要加强自我潜修，旁稽博采，做个纯粹的读书人。”
原本散漫的同学，听了蔡校长的约法三章，除了感到耳目一新之外，也是将信将疑。不过，关于“大学者，研究高深学问者也”，此后在蔡先生掌校期间，每年开学典礼时，他都要说一遍。
办好学校，首先要有积学与热心的好教师，要“延聘纯粹之学问家，一面教师教授学生，一面教师与学生共同研究，以改造大学为纯粹研究学问之机关”。
说干就干。1月13日，蔡元培延请的文科学长陈独秀，在蔡元培上任北大校长的第九天就正式上任了。同日，蔡元培委托陈独秀正式邀请其时还在美国留学的胡适回国到北大任教。
1月24日，蔡元培致函总统府礼官处，感谢黎元洪总统邀请他参加28日怀仁堂的宴会，但因28日已经答应参加南洋公学同学会之约，故特谢绝总统宴请。
3月29日，蔡元培应邀到清华学校演讲，欣然前往的他侃侃而谈广吾国学生游学他国者，不患其科学程度之不若人，患其模仿太过而消亡其特性。
所谓特性，即地理、历史、家庭、社会所影响于人之性质者也。学者言进化最高级为各具我性，次则各具个性。能保我性，则所得于外国之思想言论学术，吸收而消化之，尽为‘我’之一部，而不为其所同化。所望后之留学者，必须以‘我’食而化之，而勿为‘彼’所同化。学业修毕，更遍游数邦，以尽吸收其优点，且发达我之特性也。”（蔡元培：《蔡孑民先生言行录》）蔡元培曾对清华学生提出希望：一曰发展个性；二曰信仰自由；三曰服役社会。这是他对外校清华学生的希望，更是在内心对本校北大学子的要求。
4月22日，天津《大公报》报道：蔡元培改革北大，引起失职人员鼓动反抗。蔡辞去的在职人员包括不听指挥的庶务长、学监以及几个教学水平、学术能力都很一般的洋教员。虽遭反抗但蔡不为所动，坚决辞退。事后蔡元培回忆说：“对于几位外国教员，我们斟酌了一番，辞退几人，都按照合同上的条件办的。有一英国教习竟要求英国驻华公使朱尔典来同我谈判，我不答应。朱尔典出去后，说：‘蔡元培是不要再做校长了。’我也一笑置之。”（蔡元培：《我在北京大学的经历》）6月，北京大学举行毕业典礼，蔡元培送给每位毕业生一条铜尺，上面刻有蔡先生对毕业同学的赠言：各勉日新志，共证岁寒心。
7月1日，蔡元培获知张勋复辟，次日避居天津，3日发辞职书给黎元洪总统：“不意日来北京空气之恶，达于极点，元培决不能回北京。谨辞北京大学校长之职。”8日北京政府副总统、代理总统冯国璋从南京给蔡元培发来电报，表示一定尽快粉碎张勋复辟，稳定国家大局，希望蔡元培继续做北京大学校长。不久张勋复辟失败，7月23日，蔡元培从天津回到北京复职。
这次辞职是蔡元培在北京大学期间第一次辞职，前后历时20余日。蔡元培担任北大校长期间，曾先后七次辞职，这使得他真正在校主持校务的时间也就四年多。然而，正是这短短四年多的时间，蔡元培使“传统的、老旧的、封建的、落后的、官僚气息浓厚、等级森严的北京大学”脱胎换骨，成了“现代的、学术气息浓厚的、民主自由的、先进的北京大学”。北大作为最早的国立大学，由皇帝钦定成立，但无疑蔡元培才是“北大之父”一他从精神上再造了北大。
蔡元培再造北大，从内容来看，主要是思想引领、制度创新与人才集聚，以此奠定了北京大学“兼容并蓄、学术独立、思想自由”的办学思想，确立了现代大学的基本准则与文化精神。从时间上来看，主要包括1917年1月4日一7月3日、1917年7月23日一1919年5月8日、1919年9月20日一1923年1月17日这三个时间段。
第一个时间段，蔡元培以观念改革为先导，“仿世界大学通例”改造学生。蔡元培认为：“我国输入欧化，六十年矣。始而造兵，继而练军，继而变法，最后始知教育之必要。”新国民，才有新民国。但新国民从哪里来？世界各国，创办大学都是培养国家精英人才。北京大学的学生就应该是国家的精英，社会的栋梁，民族的希望，时代的先锋。而老式的北大学生，都是老爷式的学生，老式的北大，就是老爷式的学生升官发财之阶梯。为此，蔡元培一进北大，就在1月9日的开学典礼上对学生提出了“抱定宗旨”、“砥砺德行”、“敬爱师长”三项要求。他希望北大的学生能明确读大学的目的，以研究学问为宗旨，以此养成良好的学风，渐进地改变北大的校风，希望能从北大走出去更多的新式的人才。
第二时间段，蔡元培以人事改革为动力，“取兼容并包主义”改变教师。
有什么样的老师，就会有什么样的学生。蔡元培出任校长前的北大，教师多为封建守旧派人物。由此他认为，以前的北京大学之所以声名狼藉，主要是“学课之凌杂”，救此之弊在“延聘纯粹之学问家，一面教授，一面与学生共同研究，以改造大学为纯粹研究学问之机关”。于是蔡元培以“兼容并包”的方针延揽了一大批有先进思想的“新派教员”、“年轻教员”来北大任教，同时裁汰冗员、旧员，包括一些徒有虚名的外籍教员。一位名叫克德莱的外教，蔡元培为辞退他，因之前学校与他签有合同，宁可白付他一年工资，也坚决不让不学无术的他混迹于学校。这时陈独秀、胡适、李大钊、钱玄同等等纷至沓来，带来了一股清新之风。到1918年，北大当时共有教员200人左右，教授90人，而教授中年龄在35岁以下的43人，约占一半。年龄超过50岁的仅六人而已。
当然，来去之间、新旧之间不可能没有冲突，但蔡元培囊括大典、网罗众家、有勇有谋，他深知学术民主对于办好现代大学的重要意义，所以他素来反对“罢黜百家，独尊孔氏”的文化专制主义，积极主张“无论何种学派，苟其言之有理，持之以故，尚不达自然淘汰之运命，即使彼此相反，也听他们自由发展”。他积极引进扶植新派力量，对于那些政治上主张复辟帝制、思想上顽固保守，甚至生活上不够检点但学术上确有专长的教员，只要不妨碍授课，同样用其所长。典型的像复辟论者辜鸿铭、筹安会发起人刘师培、遗老派陈汉章等等，一度也是北大校园里一道道和谐的风景。当然“兼容并包”绝非“勉强混合”，蔡元培要在中国这样一个名教思想非常浓厚，惯于用道德来涵盖一切，不知“为学术而学术”的国度，倡导与引领一种“教育独立”、“学术自由”的风气。有感于蔡元培的道德文章与文治武功，有感于蔡元培办一所以研究学术为天职、超轶政治的现代大学的教育理想，辜鸿铭等这批教员内心还是相当尊敬蔡元培的，所以蔡先生掌校期间他们都是有所为有所不为，基本没有逾越蔡先生给他们设定的边界，鼓吹帝制也好，热衷复辟也罢，在北大课堂上他们却都是老老实实，只讲各家学术，著书、传道、授业、解惑。
蔡先生也对学生交代：“我希望你们学辜先生的英文和刘先生的国文，并不要你们也去拥护复辟或君主立宪。”罗家伦是辜鸿铭的学生，他说：“英文教授中有名震海外的辜鸿铭先生，他教的是英诗（他把英诗分为外国大雅、外国小雅、外国国风、洋离骚等等，我在教室里想笑而不敢笑，却是十分欣赏），也从来不曾讲过一声复辟。”（罗家伦：《蔡元培先生与北京大学》）后来蔡元培辞北大校长职时，辜鸿铭还冲冠一怒：“一个学校不能没有校长，就像一个国家不能没有皇帝一样。蔡校长就是我们的皇帝，皇帝不能走。”这真是话糙理不糙，也算是患难见真情。
而陈独秀对蔡元培的“有容乃大”终身感佩，晚年陈独秀感慨地说，蔡孑民先生“容纳异己的雅量，尊重学术思想自由的卓见，在习于专制、好同恶异的东方人中，实所罕有”（陈独秀：《蔡孑民先生逝世后感言》）。黄侃是个坚定的反对新文学、固守旧文学的学问家，为人狂狷、孤傲、好骂人、特立独行，但他也说我之所以待在北大，是因为有蔡先生，蔡校长。虽然我也不喜欢蔡元培，但他有新思想。我也知道，如果我在北大都待不下去，全中国也就没有地方能够容纳我了。”（转引自《先生》编写组：《先生》）第三时间段，以制度改革为保障，“循思想自由原则”改革管理。蔡元培前两段任职时间都不长，相比之下，第三段有三年多时间。这一段难得的较长时间，使蔡元培相对从容地完成了北京大学管理体制的建立健全与调整完善：第一步组织评议会，给多数教授的代表，议决立法方面的事；恢复学长权限，给他们分管行政方面的事。但校长与学长，仍是少数。所以第二步组织各门教授会，由各教授与所公举的教授会主任，分任教务。接着组织行政会议，把教务以外的事务，均取合议制，并按事务性质，组织各种委员会，来研讨各种事务。评议会、行政会议、教授会、教务会议等等组织，使得一切校务均有章可循。按照蔡元培的设想，“照此办法，学校的内部组织完备，无论何人来任校长，都不能任意办事，学校也不会因校长一人的去留而其恐慌”。
蔡元培正是为北大建构了长治久安的制度设计，从而使北大成为中国高等教育追求学术、致力研究、培育人才的样板。铁打的营盘流水的兵，追本溯源，久经沧桑的北大之所以为北大，蔡先生确立的“囊括大典、教授治校、兼容并蓄、学术自由”之传统是这个百年老店的看家本领。
近代中国，从李鸿章“师夷长技”到张之洞“中体西用”，从洋务运动的蓬蓬勃勃到甲午战争的全面溃败，从维新运动的如火如荼到庚子之乱的偃旗息鼓，从晚清新政的回光返照到辛亥首义的摧枯拉朽，从南京政府的民元气象到北洋政府的险象环生，这些时代风云蔡元培都“躬逢其盛、身同感受”。力口之他几度远涉重洋，跳出了庐山终于看到了古老中国的真面目，念兹在兹，大智大仁大勇的蔡元培明白：历史发展本是个十分复杂的问题域，中国现代化之路，得失成毁，不可能单纯依赖理想、情绪、意志来展开所谓“运作”，这些看上去一团乱麻的历史事实背后，隐约有一个内在理路。蔡元培身处其中，作为大梦先觉的几人之一，他准确把握到了中国现代化历史进程的内在理路。康梁维新失败后，蔡说过广由于不先培养革新之人才，而欲以少数人弋取政权，排斥顽旧，不能不情见势绌。”从京城回到江南几年旨在培养革新人才的办学经历与旨在革命救国的光复会、同盟会历练，使他开始更深层次思考中国社会治标治本的问题：救国与启蒙，社会变革与文化重建，传统社会组织解构与现代国民心理改良，循之有序与导之有术。
1917年蔡先生的出掌北大，是中国高等教育史上的筚路蓝缕以启山林的时刻。经过蔡先生之手，北京大学完成了现代化改造，完成了对现代大学功能、性质、使命等的认知与构建，奠定了现代意义上的、比较成熟的大学组织的基础，建立了现代大学制度和大学精神。
当代学者谢泳认为，所谓现代大学，应该具备以下几个条件：
（一）综合性大学。那些单纯的技术性院校的建立，不能算是严格意义上的大学，正如柏林大学的创办人纽曼所说：“实用的知识乃是不足称道的。”
（二）中国传统的以男性为中心的社会，男女同校的意义就显得特别重大。男女不同校的大学，很难说得上是现代意义上的大学。
（三）稳定的科系设制，特别是学院和系的建立成为一种基本体制。
（四）各类研究机构的制度化。
（五）选课制的设立。
（六）大学出版社和相关学术杂志的定期出版。
（七）教授和学生的自治制度较高。
（八）大学中普遍的体育运动。（谢泳：《中国现代大学的“制度设计，’》）蔡元培在北大短短几年，所思所想，所作所为，可谓把以上后人整理出来的这八条一网打尽了。或者说，谢泳所列现代大学的条件就是参照蔡元培的北大教育实践提出来的。
环顾与蔡元培同时代的人物，蔡的功名、年资、阅历、心路与实绩，确实是一枝独秀、别开生面、高山仰止、无人能及的。
蔡元培从政治革命、军事革命，到文化革命、教育革命，再到晚年的学术救国、道德救国，从早年翰林到光复会会长、从同盟会元老到教育总长，再到晚年中研院院长，一生之中北京大学的几年经历，无疑是其人生的最关键紧要之处也是最光辉灿烂之时。蔡元培使得北京大学成为了中国现代新型知识分子的摇篮，成为了中国新文化运动的阵地，成为了中国面向世界的积极形象代表与正能量标识品牌，继而赓续了古老中国的文化道统，建构了与国际接轨的现代大学制度。五四时期正是在蔡元培的精心呵护下，北大的中国现代知识分子才终于艰难迎来了自己辉煌的成年礼。
斗转星移，世纪更替。回首百年中国高等教育史，我们自然会想起唐文治（上海交通大学）、张伯苓（天津南开大学）、梅贻琦（北京清华大学）、张寿镛（上海光华大学）、罗家伦（南京中央大学）、马君武（广西大学）、陈嘉庚（厦门大学）、陈垣（北京师范大学），以及蒋梦麟、胡适（北京大学）等教育大家。但通过比较不难发现，尽管他们在中国高等教育史上都可彪炳千秋，能与蔡先生旗鼓相当、日月同辉的却肯定没有：要么格局不高，要么气象不大，要么辈分不同，要么昙花一现。即便被称为清华“永远的校长”的梅贻琦，恐也只能算是亦步亦趋而已。因一句“所谓大学者，非谓有大楼之谓也，有大师之谓也”便可不朽的梅贻琦，迟至1945年11月，还在日记里写道：“对于校局，则以为应追随蔡孑民先生兼容并包的态度，以克尽学术自由之使命。昔日之所谓新旧，今日之所谓左右，其在学校均应予以自由探讨之机会，情况正同。此昔日北大之所以为北大，而将来清华之为清华，正应于此注意也。”应该说，梅贻琦的这番话，显现了一位现代大学校长的应有气度与大家风范，更显现了他对蔡先生所倡导的大学精神的认同与尊崇。
蔡先生代表两种伟大的文化，一曰，中国传统圣贤之修养；一曰，西欧自由博爱之理想。此两种伟大文化，具其一已难，兼备尤不可观。先生殁后，此两种文化，在中国之气象已亡矣！
——傅斯年（1896—1950）评价蔡元培抗战爆发后，年已七旬的蔡元培避居香港，身陷孤城，心忧国家，加之多年操劳，健康状况每况愈下。夫人周养浩全力照顾，并严格控制蔡元培两件事：一为少喝酒，二为不可帮人推荐工作。
蔡元培是绍兴人，绍兴盛产黄酒，酒乡长大的他，“酒量如海，才气磅礴。