蔡元培既相信对于培养新人才和建设新文化而言，出长北大较之境外办学，将更切实可行，他自然集中精力改革北大。蔡元培赴任不到两周，就致函吴稚晖说：“北京大学虽声名狼藉，然改良之策，亦未尝不可一试……改良之计划，亦拟次第著手。”[9]这里，“改良之策”的核心精神，就是他所谓的留德多年，“考察颇详”的欧洲教育界“思想之自由，主义之正大”，亦即他所认同的《新青年》杂志宣传的主义：科学与民主。此核心精神在北大改革的展开过程中，其荦荦大者，表现如下：
其一，明确学校改革的新文化方向。蔡元培到校后，首先发表陈独秀为文科学长，这实际上是有力地宣示了学校改革的新文化方向。冯友兰说：“在蔡先生的领导下，北大的这种局面是有方向的，有主流的，那就是新文化运动”。“蔡先生到北大首先发表的是聘请陈独秀为文科学长，就明显地支持了这个方向，确定了这个主流。在这个布告一发表，学生们和社会上都明白了，有些话就不必说了，都不言而喻了”。[10]郑天挺也有同感，他说：“蔡先生一到北大，就请全国侧目的提倡新文化运动的陈独秀作文科学长（相等于文学院院长）；这时爱因斯坦的相对论学说新兴起，蔡先生就请中国第一个介绍相对论的夏元瑮作理科学长。这种安排，震撼了当时学术界和教育界，得到学生的欢呼拥护。”[11]随后，胡适、李大钊、鲁迅等新文化运动的主将陆续受聘到校，北大改革的新文化方向，自然愈显鲜明。蔡元培事后回忆说：“自陈独秀君来任学长，胡适之，刘半农、周豫才、周岂明诸君来任教员，而文学革命、思想自由的风气，遂大流行。”[12]其二，建立民主的学校管理体制。旧北大不脱京师大学堂的遗风，类衙门，一切校务由校长、学监主任等少数人专权，并学长也不得与闻。为打破专制的旧体制，蔡元培仿照欧洲大学，不仅恢复了学长的权限，而且设立评议会、各门教授会等分掌立法与事务，建立起了体现“教授治校”的现代学校民主管理体制。冯友兰说：新的体制调动教授们的积极性，“他们在大学中有当家做主人的主人翁之感”。[13]顾颉刚也说，蔡元培以身垂范，尊重民意，平等待人，给学校带来了民主新风：“一校之内，无论教职员、学生、仆役，都觉得很亲密，很平等的。”[14]其三，廓清混资格准备做官的陈腐思想，树立研究学问的新学风。蔡元培强调，“大学为纯粹研究学问之机关，不可视为养成资格之所，亦不可视为贩卖知识之所。学者当有研究学问之兴趣，尤当养成学问家之人格”。[15]为此，他不仅大力聘请名师，改革课程，提倡开阔视野，融合中西，而且注重通过营造良好的校风，陶冶学生的性情，培养完全的人格。蔡元培在一次开学典礼上说：“研究学理，必要有一种活泼的精神，不是学古人‘三年不窥园’的死法能做到的，所以，本校提倡体育会、音乐会、书画研究会等，来涵养心灵。大凡研究学理的结果，必要影响于人生。傥没有养成博爱人类的心情，服务社会的习惯，不但印证的材料不完全，就是研究的结果也是虚无。所以，本校提倡消费公社、平民讲演、校役夜班与《新潮》杂志等，这些都是本校最注重的事项，望诸君特别注意。”[16]蔡元培所言，似未超出今天常说的“德智体美全面发展”的范围；但实际上，他强调从事学术研究需要“涵养心灵”，“养成博爱人类的心情，服务社会的习惯”，此种见解之深沉博大，对于浸染过多功利色彩的当今中国大学而言，仍是一种重要的启迪。
