蔣夢麟的教育思想與蔡元培一脈相承，他發揚光大，給“兼容並包”四字加上了個性化、團體生活、個人自治和感情化導的色彩。1920年9月，在北京大學開學典禮上，蔣夢麟發表演講，其中一段畫龍點睛：“本校的特色，即在人人都抱個性主義。我嚐說，東西文明的不同，即在個性主義。比如希臘的文化，即以個性為基礎，再加以社會的發達，方能造成今日的西方文明……北大這麼大的一個學校，研究學問，注重品行的件件都有，就是缺少團體的生活。所以我希望大家，一方各謀個人的發達，一方也須兼謀團體的發達。從前嚴厲辦學的時代，是‘治而不自’，現在又成杜威先生所說的‘自而不治’，這都不好。我們要‘治’同‘自’雙方並重才好。因為辦學校用法律，決計不行的，隻可以用感情化導，使得大家互以良好的情感相聯絡。這就是我最後的希望。”教導學生自治而不是私心自用的“治自”，學校要依靠感情化導而不是嚴格的法紀，這是蔣夢麟堅持的辦學理念。
1920年10月，蔡元培赴歐洲考察教育。蔣夢麟再次代理北大校長一職。他非常重視中西結合，文理貫通，要求入外文係者須有國文功底，入國文係者須有外文成績。《科學概論》成為所有文學院一年級學生的必修課，國文則成為理科各係一年級學生的必修課。當年，軍閥混戰，國家風雨飄搖，北大的教學、科研能夠始終維持不墮，並且平穩有序地發展，“蔚成全國最高學術中心”，由中國第一流大學向世界第一流大學的目標切實邁進，顯然得益於一係列行之有效的新措施。
1923年1月，教育總長彭允彝幹涉司法，蹂躪人權，北洋軍閥政府非法逮捕財政總長羅文幹，蔡元培憤然辭職，拂袖而去，蔣夢麟第三次代理北大校長職務。1926年，三一八慘案發生後，蔣夢麟支持北京各校學生的愛國行動，段祺瑞政府懷恨在心。1926年4月26日，《京報》主編邵飄萍被奉軍逮捕，殺害於天橋刑場。當晚，蔣夢麟從北京政府的前總理孫寶琦處獲悉自己的名字已經上了黑名單，魔爪逼近，生命危在旦夕，恰巧王寵惠來訪，他便跳進好友的紅牌汽車，離開北大，徑直駛向東交民巷使館區的六國飯店。第二天，他到美國使館找一位美國朋友，自我解嘲：“我天天叫打倒帝國主義，現在卻投入帝國主義懷抱求保護了。”三個多月後，他脫離險境，抵達上海，轉赴杭州，結束了第一階段長達七年的北大生涯。
蔣夢麟在北大任職，共分三個階段，每個階段長約七年：從1919年到1926年，第一個七年，蔣夢麟的角色是北大代理校長兼總務長；從1930年到1937年，第二個七年，蔣夢麟的角色是北大校長；從1938年到1945年，第三個七年，蔣夢麟的角色是西南聯大校務委員會常委、北大校長。在第一個七年中，軍閥政府拖欠教育經費是經常有的事，北大學生醉心於政治是大概率的事，蔣夢麟三度代理北大校長，要掌穩舵盤、認準航向則殊非易事。他在回憶錄《西潮·新潮》中寫道：“雖然政治上狂風暴雨迭起，北大卻在有勇氣有遠見的人士主持下，引滿帆篷，安穩前進。圖書館的藏書大量增加，實驗設備也大見改善。國際知名學者如杜威和羅素，相繼應邀擔任客座教授。”
1930年1月，蔣夢麟出任北大校長，較之以往，這一次他由二東家升為了大東家，他抱定中興北大的決心，放手一搏，在體製上大動手術，取消評議會，改設校務會議為學校最高權力機關，將學術和事務劃分開來，強調層層分工，各司其職，校長的權限有所增強。他明確提出“教授治學，學生求學，職員治事，校長治校”的方針，將教政分開，評議會遂成為空架子，教授治校便淪為了明日黃花。蔣夢麟還針對教授兼職過多的現象，實行教授專任製度，提高專任教授的薪酬待遇，規定在他校兼課者薪金較專任者少，兼課時數較多者，則改教授為講師。同時，他改變過去教授第二年續聘後無任期限製的辦法，規定新教授初聘訂約一年，續聘訂約二年。“師資不尊，不足以言重學術；待遇不豐，不足以言誌；故崇教授之座位，而厚其俸給，二要也。研究學術而有所顧忌，則真理不明；故保障學術自由，三要也。”蔣夢麟相當實在，一點也不空疏。當時北大的經濟狀況如何？差不多已到了山窮水盡的地步。“車到山前必有路，船到橋頭自然直”，“一道籬笆三根樁，一條好漢三個幫”，艱難時刻，好友胡適、傅斯年、丁文江向蔣夢麟伸出援手，一同籌措辦學經費（獲得中華教育文化基金董事會的研究合作費國幣一百萬元），網羅人才，他們齊心協力，“維持北京大學生命不使中斷”。蔣夢麟大膽放權，對文學院、法學院、理學院的三位院長說：“辭退舊人，我去做；選聘新人，你們去做。”革故鼎新，蔣夢麟不怕得罪人，他有魄力，敢擔當，是天生的實幹家。
1934年，北大國文係教授林損、許之衡被解聘。林損是北平教育界一位著名的酒鬼和狂人，他教唐詩，居然喋喋不休地講陶淵明，又好出新解，罔顧本義而妄加附會穿鑿，再加上目無餘子，罵人取樂，以課堂為個人秀場，學生聽他講課如聽評書，固然好玩，卻很難受益。胡適出任北大文學院長後，林損即被解聘，此公不服，將事情捅到媒體，放出狠話：“蕞爾胡適，汝本禮賊……盍張爾弓，遺我一矢！”公開向胡適叫板挑釁，鬧得沸沸揚揚，但胡適付之一笑，並不應戰。現在回頭來看這樁舊案，蔣夢麟和胡適完全秉公辦事，並無挾私嫌打擊老教授的成分。
從“教授治校”到“校長治校”，再加上辭舊聘新，打破終身教授的金飯碗，蔣夢麟被一些北大教授批評為“獨裁者”。客觀地說，蔣夢麟執掌北大，確實加強了校長的權重，而且運用權力遊刃有餘，畢竟他與胡適同為美國實用主義哲學家杜威的高足弟子，受過正宗的民主思想熏陶和訓練，校長治校的目的是要建立起一個效率更高的行政體製，他並沒有因此鑽入校長獨裁的死胡同。
蔣夢麟“用人也專，待人也恕，不以察察為明，所以許多人樂為所用”，羅家倫的這個判斷是準確的。理學院的丁文江、李四光、曾昭掄，文學院的周作人、湯用彤、徐誌摩，法學院的劉誌揚、趙乃摶，諸多精英雲集影從，彙聚在他的麾下，唯其馬首是瞻。蔣夢麟用人不拘一格，錢穆沒有學曆，他聘其為北大教授，比當年蔡元培禮聘梁漱溟為北大講師更給力。
在蔣夢麟治校期間，北大教授能夠享受到校方很高的禮遇。通過錢穆的回憶文章，我們可以窺豹一斑：“在北大任教，有與燕京一特異之點。各學係有一休息室，係主任即在此辦公。一助教常駐室中。係中各教師，上堂前後，得在此休息。初到，即有一校役捧上熱毛巾擦臉，又泡熱茶一杯。上堂時，有人持粉筆盒送上講堂。退課後，熱毛巾、熱茶依舊，使人有中國傳統導師之感。”即使校方經費拮據，對教授仍然禮遇有加。北大的尊師重教之風，於是乎綿綿不斷。
蔡元培重人文，蔣夢麟重科學，這不是對立，而是二元互補。蔣夢麟在任期間，十分重視自然科學的教學和研究，不吝重金裝備物理係，大力發展理學院，以自然科學為骨幹，進而發展其他相關部門。