1937年盧溝橋事變後，北京大學與清華大學、南開大學南遷長沙，共同組成長沙臨時大學 。1938年初，臨時大學遷往昆明，改稱國立西南聯合大學。西南聯大彙聚三校菁華，以剛毅堅卓精神，維繫中華教育命脈。抗戰勝利後，北京大學返回故園，於1946年10月正式複學。中華人民共和國成立後，全國高校於1952年進行院系調整，北京大學成為一所以文理基礎教學和研究為主的綜合性大學，為國家培養了大批人才。據不完全統計，北京大學的校友和教師有近400位兩院院士，人文社科界有影響的人士相當多也出自北京大學，並且產生了一批重大研究成果。改革開放以來，北京大學進入了一個前所未有的大發展、大建設的新時期，並成為國家“211工程”重點建設的兩所大學之一。
1998年5月4日，北京大學百年校慶之際，國家主席江澤民題詞：“發揚北京大學愛國進步民主科學的優良傳統為振興中華做出更大貢獻”，並在慶祝北京大學建校一百周年大會上發表講話，發出了“為了實現現代化，中國要有若干所具有世界先進水準的一流大學”的號召。在國家的支持下，北京大學適時啟動“創建世界一流大學計畫”，從此，北京大學的歷史又翻開了新的一頁。2000年4月3日，北京大學與原北京醫科大學合併，組建了新的北京大學。原北京醫科大學的前身是國立北京醫學專科學校，創建於1912年10月26日。20世紀三、四十年代，學校一度名為北平大學醫學院，並於1946年7月併入北京大學。1952年在全國高校院系調整中，北京大學醫學院脫離北京大學，獨立為北京醫學院。1985年成為國家首批“211工程”重點支援的醫科大學。