1900年，八國聯軍入侵津京，學校被迫停辦，后復校于1903年4月在天津西沽武庫。1912年1月，“北洋大學堂”定名為“北洋大學?！?，1913年定名“國立北洋大學”，1928年大學區制試行，更名為“國立北平大學第二工學院”，1929年，根據《大學組織法》學校更名為“國立北洋工學院”。
1937年，“七七事變”爆發后，遵教育部令學校西遷，9月10日與北平大學、北平師范大學和北平研究院共同組建國立西安臨時大學。1938年3月，臨大改稱“國立西北聯合大學”。1938年7月，國立西北聯合大學改組為國立西北大學、國立西北工學院、國立西北師范學院和國立西北醫學院。其中，北洋工學院與北平大學工學院、東北大學工學院和私立焦作工學院合組國立西北工學院，校址設在陜西省城固縣?？箲饡r期，學校各界校友要求恢復國立北洋工學院，國民政府行政院于1942年12月將原浙江省立英士大學升格為國立，將其工學院劃出并獨立為國立北洋工學院。1944年李書田在西安籌建了北洋工學院西京分院。
抗戰勝利后，國立北洋工學院（泰順）、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收“北平臨大第五分班”，建立北洋大學北平部）四校師生返回天津，恢復國立北洋大學，1946年復名“北洋大學”。1951年，北洋大學與河北工學院合并，由國家定名為天津大學。1952年全國范圍內的高校院系調整開始，天津大學調出十幾個系組，充實和建立了一批新的大學，哺育了蹣跚起步的中國高等教育。1959年被中共中央指定為國家首批重點大學。改革開放后，天津大學是“211工程”、“985工程”首批重點建設的大學，入選國家“世界一流大學建設”A類高校。
天津大學的發展始終得到了黨和國家主要領導人的親切關懷和有力支持，毛澤東、周恩來、鄧小平、江澤民、胡錦濤、習近平等同志曾到學校視察。建校以來，學校秉承“興學強國”的使命、“實事求是”的校訓、“嚴謹治學”的校風、“愛國奉獻”的傳統和“矢志創新”的追求，為國家經濟社會發展作出了卓越貢獻，迄今為國家和社會培養30余萬高層次人才。
長期以來，經過全校師生的不懈努力，天津大學已成為一所師資力量雄厚、學科特色鮮明、教育質量和科研水平居于國內一流、在國際上有較大影響的高水平研究型大學。
