1896年，北洋西學學堂正式更名為北洋大學堂。1912年1月，北洋大學堂改名為北洋大學校，直屬當時的國民政府教育部。1917年，國民政府教育部對北洋大學與北京大學進行科系調整，北洋大學改為專辦工科，法科移並北京大學，北京大學工科移並北洋大學。從此，北洋大學進入專辦工科時代。
1928年，北平大學區成立，改北洋大學為平大第二工學院。大學區制不久乃改為北洋工學院。1937年7月7日，日本發動全面侵華戰爭。7月30日，天津淪陷。9月10日，教育部下令「以北平大學、北平師範大學、北洋工學院和北平研究院等院校為基幹，設立西安臨時大學」。1938年3月，西安臨時大學改稱國立西北聯合大學。1938年7月教育部指令國立西北聯大改組為西北大學、國立西北工學院(由國立西北聯合大學工學院、東北大學工學院(今東北大學)、焦作工學院(今中國礦業大學)合併組建而成)、西北師範學院和西北醫學院。
1945年8月，抗戰勝利，天津收復。教育部正式下令恢復國立北洋大學，著力在天津西沽北洋大學原址覆校。此後，泰順北洋工學院、北洋工學院西京分院、西北工學院和北平部(理學院院長陳藎民接受「北平臨大第五分班」，建立北洋大學北平部)四校師生先後返津參加復校。10月22日，北洋大學正式復校開學，茅以升任校長，公設兩院十二系。 1951年9月，奉中華人民共和國高教部令，北洋大學與河北工學院(1903年2月創立)合併，為合併後的校名一事曾發生重大分歧，經劉錫瑛(北洋大學校務委員會主席)力爭，始改稱天津大學，校址設天津老城南之七里台。