1920年秋，羅家倫由蔡元培推薦、實業家穆藕初讚助赴美國留學，嗣後又赴德國、法國和英國訪學。1926年學成歸來，在東南大學短期執教，後卷人大革命風暴，加入了國民黨，曾任蔣介石的秘書。
1928年8月，31歲的羅家倫以北伐少將的身份，由南京國民政府外交部任命為清華大學校長。
時下論及清華大學的校長們，世人首推梅貽琦。梅氏把畢生的精力獻給了清華，居功甚偉。但對清華做過奠基工程的羅家倫，卻沒有受到應有的關注。台灣清華大學史研究者蘇雲峰說：“現在很多人隻知道梅貽琦是清華大學的功臣，而不知道羅家倫的奮鬥成果與經驗，實為梅氏的成就，鋪下了一條康莊大道。”
清華大學的前身是清華留美預備學校，由美國人退回的部分庚款創辦。這筆清華基金，名義上由中國的一位外長、一位外交次長和美國公使組成的委員會管理，實際上掌握在外交部高官手中。清華的校長曆來由外交部任命。到羅家倫時代，清華學校已易名為清華大學。羅家倫當校長後，憑著“有一點革命的勁兒”，毅然把清華大學易名為“國立清華大學”。他反複強調“在清華大學前麵增加‘國立’二字，是中國學術獨立的重要標誌”。同時，羅家倫想借此理順清華大學的隸屬關係，促使清華大學脫離外交部的管轄，歸屬大學院（相當於教育部）領導。
羅家倫上任，邀請誌趣相投、有辦學經驗、富學術威望的楊振聲、馮友蘭合作。他的就職演說標題是：《學術獨立與新清華》。希望“自此以後，學校有一新生命……以清華大學來轉移全國學風，以盡引導全國青年的使命”。“並以建設清華為中國現代化的第一流大學，俾與世界先進大學抗衡為職誌”。在倡導“學術獨立”的同時，羅家倫別出心裁地提出“四化”。吳宓日記有載：“羅氏以廉潔化、學術化、平民化、紀律化四者為旗幟。又謂兼容並包，唯賢是用雲雲。”在此後的兩年中，羅家倫實踐了“四化”，其結果是亦喜亦憂。馮友蘭說：“在羅家倫所提的‘四化’中，學術化的成功最為顯著。軍事化的失敗最為徹底。”所謂軍事化，羅家倫試圖用軍訓的方式來強化校紀。學校要求學生著裝統一，早晚點名，按時作息。無故缺席要記過，三次小過算一次大過，累計到三次大過即開除。早上要出早操，學生要著軍服、蹬馬靴。羅家倫身先士卒，堅持與學生一道出操。因紀律太嚴，素有自由主義精神傳統的學生們很反感。早操這一項，後來在學生們的“集體抵製”中被迫取消。
羅家倫是蔡元培的學生，又受過歐美教育的熏陶，在辦大學（包括後來辦中央大學）的理念上，有不少可圈可點之處。他接手清華便做了一番調查研究，發現清華有幾大弊病：機關龐雜、冗員充斥；職員薪金過高、權力過大；對教員隻重學曆、不重學識；浪費驚人等。羅家倫隨之建立“教授治校”的管理體製，堅持學校以教學為主體，教授為核心，大師為旗幟，並提高教授的待遇。“教員發新聘書，職員發新委任狀，突出聘書和委任狀的區別。在新聘書中，教員增加工資，在新委任狀中，降低職員的工資，特別是減少大職員的工資。”（馮友蘭）。羅家倫認為“要大學好，必先要師資好”。他以“至公至正”的精神“為青年擇師”，公開表示在選聘教授時，堅決“不把任何一個教授地位做人情，也決不以我自己的好惡來定去取”。
羅家倫是這樣說的，也是這樣做的。教職員中凡不稱職、不勤勉者一概辭退。90多位職員被裁去20多位。原55名教授，被辭退了37位，包括外籍教師一視同仁。他延攬了20多位30歲上下的年輕人，諸如薩本棟、周培源、楊武之、朱自清、俞平伯、葉公超等等。還到英國劍橋大學、美國芝加哥大學、哥倫比亞大學等校請了一批國際一流學者來校執教。像陳寅恪、趙元任、金嶽霖、陳達等碩學之士，羅家倫親自出麵懇請留任。有趣的是外文係的吳宓，早在五四新文學運動論爭時，吳攻擊新文學運動甚為激烈，與羅家倫還打過筆墨官司。羅家倫當校長後，吳宓心中不免有點惶惶，曾托趙元任探底。羅家倫聞後大笑：“哪有此事，我們當年爭的是文言和白話，現在他教的是英國文學，這風馬牛不相及。”羅家倫不僅禮聘了吳宓，還改善了他的待遇。吳宓在日記中說：“宓之月薪，已內定增為三百四十元。宓向不持與人比較或虛空立論之態度，自家能增四十元，亦佳事也。”後來，學校教授激增，單身教授一人一間宿舍還不夠住。吳宓本來一人住了三間，還請梁任公題了塊“藤影荷香之館”的匾，學校請他讓出兩間。吳宓不高興，正式給羅家倫寫了封信，聲稱若要他讓房，他就跳後麵的荷花池自殺。羅家倫犯難，最後請吳宓的一位老同學出麵再三通融，終於說通了。羅家倫幽默地說：“大學校長亦無形中添了許多小市長的麻煩。”