1896年，北洋西学学堂正式更名为北洋大学堂。1912年1月，北洋大学堂改名为北洋大学校，直属当时的国民政府教育部。1917年，国民政府教育部对北洋大学与北京大学进行科系调整，北洋大学改为专办工科，法科移并北京大学，北京大学工科移并北洋大学。从此，北洋大学进入专办工科时代。

1928年，北平大学区成立，改北洋大学为平大第二工学院。大学区制不久乃改为北洋工学院。1937年7月7日，日本发动全面侵华战争。7月30日，天津沦陷。9月10日，教育部下令「以北平大学、北平师范大学、北洋工学院和北平研究院等院校为基干，设立西安临时大学」。1938年3月，西安临时大学改称国立西北联合大学。1938年7月教育部指令国立西北联大改组为西北大学、国立西北工学院(由国立西北联合大学工学院、东北大学工学院(今东北大学)、焦作工学院(今中国矿业大学)合并组建而成)、西北师范学院和西北医学院。

1945年8月，抗战胜利，天津收复。教育部正式下令恢复国立北洋大学，著力在天津西沽北洋大学原址覆校。此後，泰顺北洋工学院、北洋工学院西京分院、西北工学院和北平部(理学院院长陈荩民接受「北平临大第五分班」，建立北洋大学北平部)四校师生先後返津参加复校。10月22日，北洋大学正式复校开学，茅以升任校长，公设两院十二系。 1951年9月，奉中华人民共和国高教部令，北洋大学与河北工学院(1903年2月创立)合并，为合并後的校名一事曾发生重大分歧，经刘锡瑛(北洋大学校务委员会主席)力争，始改称天津大学，校址设天津老城南之七里台。

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