当时的国立清华大学共设立文、法、理、工4个学院16个系，还有理科、文科、法科3个研究所，设中国文学、外国文学、哲学、历史、物理、算学、化学、生物、政治学、经济学10个学部，并相继成立了农业研究所、航空研究所、无线电研究所等特种研究所。这一阶段是清华大学名师云集、英才荟萃的辉煌时期，王国维、梁启超、陈寅恪、赵元任、朱自清、闻一多、吴宓、张奚若、潘光旦、冯友兰、吴晗、陈岱孙、叶企孙、吴有训、周培源、熊庆来、华罗庚、刘仙洲、张之高、梁思成、马约翰等著名学者和大师都曾先后在清华大学执教。清华大学也因倡导教育自主、学术独立、广聘名师、治学先进的办学方针，从而迅速成为全国著名的高等学府。
当时清华改办大学承受着内外两方面的巨大压力。20世纪20年代初，适逢“五四”运动刚刚结束，中国文化教育有了空前的发展，来自于西方的现代教育体制已生根发芽并开花结果，全国中小学校及其学生人数有了成倍的增长，受教育程度也有了较大提高。清华不改大学，则必定落于人后，清华人感到了前所未有的危机。因此，社会舆论的指责成为清华改办大学的一大动力。促成清华加快步伐改办大学的另一个原因是一批优秀的早期清华留美生陈桢、陈达、钱端升、吴宓、刘崇等返校任教。他们看到北京大学在蔡元培校长领的导下，发展得朝气蓬勃，教学与科研水平都迅速提高。清华的物质条件虽比北京大学优越，却长期停留在落后状态。他们迫切要求清华改革，并一职认为改办大学才是清华发展的唯一出路。
1925年清华改办大学，成立大学部，增设研究院国学门。1928年夏，清华学校由国民政府接管，命名为“国立清华大学”。翌年，留学生美预备部结束、国学研究院停办，清华由一所留美预备学校转变为一所独立的综合大学，开始在中国高等教育界崭露头角。国立清华大学首任校长罗家伦，后校长人选几经更迭。1931年12月，梅贻琦继任校长，并连续担任了17年，在清华大学发展史上有重大贡献。
