徐悲鴻回到上海後，立即來到辛家花園拜訪康有為。康有為對他的歸來表示高興，並感謝他送來的禮物。
康有為看到他們帶回來很多美術印刷品，極為讚賞：“你們很有見識，我們要學習外國的好東西，不論是東洋的，還是西洋的。”
徐悲鴻說起自己想到法國學習、考察的願望。康有為以為：“歐洲正有戰事，不妨先去北平，那裏是中國文化古都，對繪畫事業大有好處，也可借機做些準備，待戰事一停，即可奔赴歐洲深造。”
康有為揮毫寫下“以壯行色”四個大字贈送徐悲鴻，並讓他帶去幾封信，托朋友們多多關照徐悲鴻。徐悲鴻和蔣碧薇踏上了北上的旅程。
1917年12月，徐悲鴻和蔣碧薇搭上從上海到塘沽的輪船。為了節省路費，徐悲鴻在上海買的是三等艙的船票。
乘坐三等艙的大都是窮苦大眾和落魄的知識分子等，在貧困和流浪中長大的徐悲鴻對此是處之泰然的，因為他的生活向來很簡樸，而且，很願意和下層社會接觸，他對勞動人民有著深厚的同情。
但是，對出身於家境比較富裕的蔣碧薇來說，和這些下層社會的勞動人民相處，而且住在一個艙房裏，使她覺得難堪、有失體麵，心裏十分委屈。
她又一次感到，徐悲鴻隻愛藝術，並不愛她。她不能理解，為什麼徐悲鴻能拿數以百計的錢去購買藝術品，卻不願拿幾十元替她買一張頭等艙的船票；生活中的陰影繼續在她的心裏擴大、加深，使她感到無限的悲傷和哀怨，以致一路上很少主動和徐悲鴻說話。
經過幾天的顛簸，他們來到了北京。
徐悲鴻先住在東城方巾巷。他安頓好妻子，就帶著康有為的親筆信和自己的幾幅作品去拜見羅癭公。
羅癭公是康有為的大弟子，在北京頗有名氣。羅癭公看了悲鴻的作品，非常驚喜，當即給教育部長傅增湘寫了一封措辭懇切的推薦信，盛讚徐悲鴻是個不可多得的人才。希望教育部在派遣出國留學生時，能讓徐悲鴻去法國深造。
傅增湘先生是四川人，中等身材，體態瘦削，是個讀書人，有藏書的癖好，態度平易近人。
第二天，徐悲鴻乘車去教育部找傅增湘先生。傅增湘看到羅癭公的推薦信後，麵帶微笑地對悲鴻說：“能不能看一看你的作品？”
於是，徐悲鴻又將自己的素描、水彩和中國畫多幅，送到了教育部。幾天後，他再去見傅增湘先生，頗受誇獎。傅增湘確認徐悲鴻是一位很有發展前途的青年畫家，熱情地對悲鴻說：“可惜現在歐戰未停，你可稍稍等待。如果將來派留學生去法國，一定不會遺忘你。”
這使徐悲鴻感到這位教育部長很誠懇，似乎沒有官場交際的那種虛偽和托詞，心裏十分感動。
在北京等待留學的日子裏，徐悲鴻結識了華林。這個身材高大的青年，在北京文化界很活躍，常為北京的報刊撰寫文章，文筆很鋒利。他尚未結婚，單身一人租住了東城方巾巷一所四合院內三間廂房，徐悲鴻便向他分租一半居住，成為緊鄰。
經華林介紹，徐悲鴻拜訪了蔡元培。蔡元培是北京大學的校長，也是一位很重人才的前輩。
蔡元培先生早先看到過徐悲鴻的一幅奔馬圖，很為欣賞。他對朋友們說：“徐悲鴻此人才氣橫溢，在振興中華的事業中，依我看來，他自己就是一匹勢不可當的千裏馬。”
蔡元培沒有想到，在羅癭公的陪同下，徐悲鴻叩門來拜望他了。
蔡元培頓時大喜，把他們讓進客廳，做上賓招待。談話間，蔡元培興致盎然，問道：“徐先生，你筆下的奔馬，很鼓舞人的鬥誌，你為何對畫馬這麼有興趣呢？”
“蔡先生，你真是太過獎了。我的畫還很不成熟，以後還要請蔡先生多指教。”
徐悲鴻說：“馬是農民的重要工具，與人們的生產、生活有著密切的關係，並且馬是勇往直前的象征。”
蔡元培手托下頜，頻頻點頭。
北京大學沒有美術係，但向來重視人才的蔡元培，專門設立了一個畫法研究會，特地聘請徐悲鴻擔任導師。
北京是一座有著幾千年燦爛文化的古都，紅色的宮牆、雄偉的宮殿、高大的鬆柏，都強烈震撼著徐悲鴻的心靈。
徐悲鴻在研究會指導別人作畫的同時，經常出入故宮和一些收藏家的門庭，大量觀賞中國古代繪畫珍品，飽覽曆代名家真跡，並精心研讀古代許多名家的國畫論著。
他徜徉在北京街頭，用心去感受勞動人民智慧的光芒，吮吸中國古代文化的氣息。在故宮博物院，悲鴻看到了大量的古代文物，如古代繪畫、陶瓷、青銅器、玉器等，開闊了他的眼界，提高了他的欣賞水平。
徐悲鴻在北京大學工作後，除指導畫法研究會的學生作畫外，還給他們講授繪畫理論。
當時，北京的知識界十分活躍。《新青年》、《每周評論》等進步刊物，對封建思想展開猛烈的抨擊，傳播著民主主義的思想和文化。徐悲鴻受到深刻的影響。
畫家陳師曾那時也在北京大學畫法研究會任導師，他常和徐悲鴻一起談畫論詩，有時，也一同去故宮博物院欣賞那些優秀的古代繪畫。有一次，他倆站在宋代畫家範寬的傑作《溪山行旅圖》前，不禁為之神往。第二天，徐悲鴻又特意將畫法研究會的學生們帶來。
徐悲鴻指著範寬的《溪山行旅圖》說：“宋代的畫家都是刻意寫實的，但極重神似。範寬居大華，經常見到雄峻的高山，所以他畫的多是重巒疊嶂，而董源住在江南，所畫的多是平原景色。這都是由於師法造化，所以能畫出真情實景，予人以親切之感。”
徐悲鴻興致勃勃地接下去說：“我覺得唐代的一些畫家，如吳道子、曹霸、王維，他們的作品雖然沒有流傳下來，但一定是美妙無比的，因為當時的人們那樣稱頌他們。例如杜甫稱讚曹霸畫的馬‘一洗萬古凡馬空’；蘇東坡稱讚王維‘吾於維也斂在無間言’；至於吳道子，蘇東坡尊之為‘畫聖’。王維詩中有畫，畫中有詩，那樣的畫卷一定能使人陶醉。至於李思訓、閻立本的手跡，尚能考見，使人覺得真氣逸出，雍容華妙。稍後，周訪的仕女圖，也是罕見的高手之作。”
徐悲鴻如數家珍似的談論著，眉宇間浮現出一片真誠的喜悅。
學生們被他精辟的論述感染了，一個個情緒飽滿，眼裏閃著激動的光芒。
轉眼到了夏天。北京的白蛉子特別多，這種小如芥末的飛蟲，咬人奇癢。在方巾巷狹窄庭院居住的悲鴻深以為苦。幸好這一年暑假，北京大學組織教師和學生去香山避暑，徐悲鴻便報名參加了。
香山公園是一個麵積有160公頃的天然公園，最高處海拔557米。旁邊的碧雲寺依山建築，層層上升，有描金彩畫的亭台塔院，又有漢白玉的石台和雕欄，周圍古木參天，門前流水泥漏，優雅別致，宛如仙境。