从上面蔡元培所读西学书目来看，除介绍外国史地、政治、战史及国内维新思想家的著述外，其中不少属于自然科学方面的书籍。而他所读的自然科学书籍，除一般的声光化电之外，还涉及医学、算学、天文、地质，范围极广。这表明蔡元培从一开始接触西学，就不只从政治着眼，而是从文化本身出发，持兼收并蓄的态度。然而，就当时来说，蔡元培感触较深的是维新思想家们的著述。他在阅读这些著作过程中常加评论，表明自已的看法，如称赞郑观应所著的《盛世危言》“以西制为质，而集古籍及近世利病发挥之，时之言变法者，条目略具矣” 。他在阅马建忠《适可斋纪言》后，则夸其人“于西学极深，论铁道，论海军，论外交，皆提纲挈领，批却导窽，异乎沾沾然芥拾陈言、毛举细故以自鸣者。” 他还称赞宋育仁所著《采风记》“记事有条理，文亦渊雅。其宗旨，以西政善者，皆暗合中国古制，遂欲以古制补其未备，以附于一变主道之谊，真通人之论。”蔡元培认为魏源所著的《海国图志》中“其沿革图及程经历所摹图，皆不甚详悉” 。批评陈炽所作的《庸书》“其语皆世俗所知也，而喋喋不休。书限百篇，篇限八九百字，意有余截之，不足演之，故多复沓语，多游移语，无切实中窽要语，乃文场射策陋习，不足言著书也”。认为陈炽所著《续富国策》 “较《庸书》为切实”。
在维新思想家中，对蔡元培影响最大的是严复。严复译述的赫胥黎的名著《天演论》于1898年4月出版后九个月，蔡元培便认真地读完这部书，并在手稿中对该书内容作了概括，认为该书“大意谓物莫不始于物竞，而存于天择，而人则能以保群之术争胜天行” 。两个月后，蔡元培又重读《天演论》的导言及部分内容，认为西方的自由界说，即人各自由，而以他人之自由为界，正与中国古代的“恕”字同义。 1901年蔡元培在自题像片中追述自己近年的思想变化，亦突出强调严复和谭嗣同对自己的影响，写道：“丁戊之间，乃治哲学。侯官浏阳，为吾先觉。”
除书籍之外，蔡元培还广泛地阅读当时国内出版的各种期刊杂志。他在《日记》中提到的所读杂志主要有《时务报》、《国闻报》、《湘学报》、《经世报》、《农学报》、《蒙学报》、《知新报》、《万国公报》等。为便于读到国内出版的各种刊物，1898年蔡元培在京城一度与会试、殿试同年籍忠宣、张检、陆勤伯等八人成立求实书屋，共同订购期刊杂志，相互传阅，约定每十日的第二天到松筠庵集会，座谈时事，交流心得。此外，蔡元培还于1897年冬与友人王书衡等在京商议设立东文书馆，学习日文。他们认为，西文书价昂贵，其重要者都有日文译本，只要通日文，即可博览西学书籍。并且，英、法、德西文难学，非三五年不能通，而日文则较简易，只要学习半年即可译书。第二年8月间，蔡元培即住入城中羊越宾胡同江宁试馆，与王书衡、唐文治、刘葆良、王绍堪、许文勋等，聘请同乡外务部左丞陶大钧教授日文。后陶去天津与日本续议租界，荐由日人野口茂温代课。蔡元培边学边译，先后试译《万国地志》、《万国宪法》，到译《俄土战史》时，便有“文从字顺之乐”。 总之，自甲午中日战争后，蔡元培终于冲破传统的樊篱，对西学表现出极大的热情和求知欲，开始由一位旧式士大夫向新型知识分子转变。
然而，在向新型知识分子转变过程中．蔡元培对当时康梁领导的变法维新的政治运动并不热心。尽管他与变法维新领导人之一的梁启超属同科举人，并对梁在介绍西学方面所作的贡献及其学识都甚为赞赏，称赞梁的《西学书目表》 “区书名、撰译人、刻印处、价值、识语七品，甚便繙检，识语皆质实”。认为梁在《时务报》上所发表的文章，特别是《变法通议》，“能撷经史偏旁之义，左其新说。近时言新学者，莫能抗颜行也。其强记博辨，实足睥睨一切。” 但蔡元培始终没有卷入康梁的变法运动，甚至当杨锐等主持变法运动者极力向他游说时，也予以拒绝。
蔡元培之所以对变法运动持旁观态度，据他本人说，这是因为康梁等主持变法运动者当时都是“炙手可热”的人物，他本人“耻相依附”。 后来，蔡元培就他本人对戊戌变法所持的态度在《自写年谱》中这样写道：“康有为氏与谭嗣同、杨锐、刘光第、林旭诸氏被任用，励行新政，我虽表同情，然生性不喜赶热闹，未尝一访康氏。我与梁氏虽为乡试同年，但亦未与见面。” 蔡元培未参与变法运动的另一更重要的原因，是认为康梁的变法不足以救中国。他认为，在中国这样一个积弊极深的大国，不从培养人才着手，而想仅靠几道上谕来从事改革，把全部的腐败转过来，这是不可能的。
戊戌变法失败后，蔡元培一面对被杀的谭嗣同、杨锐、刘光第、林旭、杨深秀和康广仁等戊戌六君子深表同情，曾在日记中转抄谭嗣同、林旭在狱中所作的遗诗，对清政府镇压维新人士“甚为愤懑”，但同时批评康梁的变法“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” 。他认为只有从培养人才，开发民智着手，才能自强救亡。于是，在戊戌政变发生后不到一个月，蔡元培便于10月15日告假，携眷离京南下，走上教育救国的道路。
