1930年12月，蒋梦麟在辞去教育部长职务后，正式出任北大校长，此后直到抗战胜利，15年间，他始终是北大的行政负责人，是北大历史上掌校时间最长的一位校长。在此期间，针对北大“大度包容，思想自由”这两种著名“精神特点”所产生的“纪律弛，群治弛”两个缺点，他致力于“整饬纪律，发展群治，以补本校之不足”。
　　蒋梦麟自己说：“从民国19年到民国26年的7年内，我一直把握着北大之舵……一度曾是革命活动和学生运动漩涡的北大，已经逐渐变为学术中心了。”
　　上任之初，蒋梦麟即叮嘱文、法、理三学院的院长：“辞退旧人，我去做；选聘新人，你们去做……放手做去，向全国挑选教授与研究的人才。” 蒋梦麟后来回忆说：“九一八事变后，北平正在多事之秋，我的‘参谋’就是适之(胡适)和孟真(傅斯年)两位。事无大小，都就商于两位。他们两位代表北大请到了好多位国内著名的教授。” 在这段时间，一批旧教授离开北大，如著名史学家、时任北大历史系主任的朱希祖1932年辞职，改就广州中山大学及南京中央大学教授；1934年，国文系教授林损、许之衡被解聘。林损的被解聘当时闹得沸沸扬扬，林损写信大骂蒋梦麟和胡适，后来还把此事张扬到媒体，成为北大的一段“公案”。

　　蒋梦麟协助掌校期间还落实“选科制”改革——允许学生在规定范围内自由选择，修够学分即可毕业，不拘年限。“选科制”改革1917年在北大就已开始，1919年后渐趋成熟。北大在此项改革上也可算是开“风气之先”。1922年，北洋政府颁布新学制，明确规定大学采用这种制度。到西南联大之时，“选科制”已经十分完善。1939年考入西南联大，现年86岁的何兆武先生回忆说，他在联大七年一共读过四个院系，一年级读工学院，后来觉得不是自己的兴趣，就转到历史系，然后考了哲学系的研究生，因病休学耽搁功课后重考，这回觉得学哲学不太合适，又改行学外语。“转系很容易，写申请书，系主任同意就可以。一年级读普通课，学分都承认，所以转就比较容易。”何兆武说。西南联大学生当年转系十分普遍，诺贝尔奖得主、物理学家杨振宁，进联大时报考的是化学系，后来改读物理。

　　30年代北大教授依旧受校方极高礼遇。钱穆回忆可见一斑，“在北大任教，有与燕京一特异之点。各学系有一休息室，系主任即在此办公。一助教常驻室中。系中各教师，上堂前后，得在此休息。初到，即有一校役捧上热毛巾擦脸，又泡热茶一杯。上堂时，有人持粉笔盒送上讲堂。退课后，热毛巾热茶依旧，使人有中国传统导师之感。”

　　蒋梦麟一贯不主张学生参加政治运动，认为这是“中国的成年人和老人不肯出来负责任的必然结果”，而“未成年的一代人应该有安心求学的权力”。在蒋梦麟担任校长的7年里，北大只发生过一次值得记载的学生运动。
　　“九·一八”事变发生后，蒋梦麟与清华的梅贻琦等大学校长联名发表《告同学书》、《第二次告同学书》，提出“赤手空拳的群众活动只有荒废学业，绝非有效的救国方法”，希望同学们“马上复课吧！先尽我们的责任。”
　　蒋梦麟晚年在《新潮》一书中深情地回忆道：“著者大半光阴，在北京大学度过，在职之年，但知谨守蔡校长余绪，把学术自由的风气，维持不堕。”
　　悲悯
　　1920年5月4日，他曾和胡适联名发表《我们对于学生的希望》， 态度很明白。他们表示学生运动是变态的社会国家里，政府太腐败卑劣，又缺乏正式的纠正机关所致。但他们认为单靠罢课作武器是下下策，希望学生注重学问的生活、团体的生活、社会服务的生活。一句话，就是希望学生以学业为重。
　　在蒋梦麟代理校长时，北京还发生了震惊中外的“三一八”惨案，北大学生牺牲数人。蒋梦麟为此悲愤填膺。3月24日，北京大学全体教职员及学生在三院大礼堂开追悼张仲超、黄克仁、李家珍三烈士大会，由蒋梦麟主祭。蒋梦麟在大会上沉痛地说：“在我代理校长任内，学生举行爱国运动，不幸有此次之大牺牲，李、黄、张三生之死，就其各人之家庭言，均损失一贤子孙，其家属接此种凶耗，不知如何痛心；就国家社会言，损失如许求专门知识之良好学生，此种学生之培植，由小学而大学，殊不易易，将来即少如许有用之材；就同学方面言，大家亦损失许多互相切磋琢磨之朋友。任就一方面言之，均损失不小。我任校长，使人家之子损失许多互相切磋琢磨之朋友。任就一方面言之，均损失不小。我任校长，使人家之子弟，社会国家之人材，同学之朋友，如此牺牲，而又无法避免与挽救，此心诚不知如何悲痛！”蒋梦麟说到这里“汪然泪下”。接着，蒋梦麟对北洋军阀政府的暴行进行了猛烈的抨击，他说：“处此人权旁落，豺狼当道之时，民众与政府相搏，不啻与虎狼相斗，终必为虎狼所噬。古人谓苛政猛于虎，有慨乎其言矣！”话未说完，蒋梦麟“不禁放声大哭，台下致祭者亦有相对痛哭者，一时全场顿成惨淡悲哀景象。”3月26日，校长布告：“本校定本月30日开学，因此次同学惨死，开学后停课一星期，以志哀悼。”

　　1937年在长沙临时大学时，蒋梦麟、张伯苓、梅贻琦三位校长巡视学生宿舍，看见房屋破败，蒋校长认为不宜居住；张校长却认为学生应该接受锻炼，有这样的宿舍也该满意了。于是蒋说：“倘若是我的孩子，我就不要他住在宿舍里！”张却针锋相对地表示：“倘若是我的孩子，我一定要他住在这宿舍里！”梅没有表态。
　　困境
　　办学经费不足和政府拖欠教职员薪水是一件始终让蒋梦麟感到痛苦和困扰的事情。他在 1920年的一次对北大全体师生的演说中就当众大倒苦水，原来，北大在上一年欠了一个建筑公司的巨款，对方来讨，蒋梦麟只能予以搪塞，后来建筑公司实在没办法，只得在中秋节前派人每天到蒋梦麟家里来讨债，蒋梦麟无奈，只好逃到西山以躲避他们。

　　1922年11 月，在北大二十五周年校庆之时，他向全校师生许诺，一定要在第二年暑假建好图书馆，让学生在开学后有个地方看书。但遗憾的是，1293年9月初，当学生们暑假后从全国各地赶回来上学时，却连图书馆的影子都没看见，蒋梦麟在北大开学仪式上，也只得向大家道歉，原因很简单，北洋政府已经八个月没有给北大发放办学经费了。当年办学的不易，可见一斑。

　　蒋梦麟在代理校长期间经常为校内外发生的事情所困扰。他感叹道：在那时候当大学校长真伤透脑筋。政府只有偶然发点经费，往往一欠就是一两年。学生要求更多的行动自由，政府则要求维持秩序，严守纪律。出了事时，不论在校内校外，校长都得负责。发生游行、示威或暴动时，大家马上找到校长，不是要他阻止这一边，就是要他帮助那一边。每次电话铃声一响，他就吓一跳。他日夜奔忙的唯一报酬，就是两鬓迅速增加的白发。蒋梦麟的这些感慨，是他在代理北大校长期间的切身体会，也是当年大学校长的心理写照。

　　1943年12月，在西南联大蒋梦麟写完《西潮》后，写信给正在美国担任大使的胡适，希望胡适能帮忙校正书中的错误，顺便也谈起自己写这本书的想法，一是想找点事做，二是希望能养家糊口，他的五个小孩都在学校读书，靠他和妻子挣钱养活，所以，“如能摸几文钱，使我全家的灵魂不与体魄分离，已是意外的收获了”。
　　在西南联大时，生活非常困难。费正清说，有一天“蒋梦麟于午饭前到我这儿来，我告诉他联合援华会遭受惨败之事。从外表看，他颇象梅贻琦——个子很高，身材消瘦，举止优雅，不过，他是个理智胜过情感的人。他们作为昆明高校的两位领袖，都是以其苦行僧形象著称的，是给人以深刻印象的人物。蒋梦麟近来没有为北大做什么。他已困难到山穷水尽，唯靠典卖仅剩的衣物书籍而维持生活，他的夫人现在正在设法寻找工作而他自己则回到昆明去担任中国最高学府的校长。跟梅贻琦相比，蒋梦麟的经济境况还稍胜一筹。梅夫人化名找到一个工作，结果被发觉，只得中辍。”

　　自谦
　　去台后，在某次北大周年纪念时，傅斯年在演讲中称：“孟邻先生学问比不上孑民（蔡元培）先生，办事却比蔡先生高明。”而他自己学问比不上胡适，办事却比胡适高明。蒋梦麟听后笑言：“这话对极了。所以他们两位是北大的功臣，我们两个人不过是北大的‘功狗’。”
　　蒋梦麟晚年在回忆北大的学术自由以及蔡元培、陈独秀、胡适和鲁迅兄弟以后，曾谦虚地说：“有人说北京大学好比是梁山泊，我说那么我就是一个无用的宋江，一无所长，不过什么都知道一点。因为我知道一些近代文艺发展的历史，稍有空闲时，也读他们的作品，同时常听他们的谈论。古语所谓‘家近通衢，不问而多知。’我在大学多年，虽对各种学问都知道一些，但总是博而不专，就是这个道理。”

　　识见