北京學生的愛國行動和全國的抗議，使北京政府十分震驚。5月4日，國務總理錢能訓召開緊急會議，研究對付辦法。同時，交通部下令電報局禁止學生拍發電報。5月5日，教育部下令各校，嚴禁學生參加愛國運動。但同時北京政府又迫於全國人民的壓力，且5月7日國恥紀念日即將來臨，不得不於5月7日釋放了被捕學生。同日，北京各校學生一律複課。北京政府在京師各校學生複課以後，繼續實行鎮壓政策。5月8日，徐世昌下令警察廳將釋放的學生送交法庭審辦，隨後北京警察廳傳學生預審。5月9日，同情學生愛國行動的北京大學校長蔡元培在北京政府脅逼下辭職離京。5月14日，北京政府大總統徐世昌發表挽留曹汝霖、章宗祥、陸宗輿等賣國賊的命令，並連續下令鎮壓學生運動，要求軍警"遇到糾眾滋事不服彈壓者，仍照前令，依法逮懲"；各級行政機關切實約束學生，對那些"不率訓誡，糾眾滋事者，查明斥退"。
北京政府的這些反動措施進一步激怒了愛國學生。5月19日，北京學生再次實行總罷課，參加者除大專院校學生外，還有許多中學生，共達2.5萬多人。北京各大專院校的教職員工也紛紛加入到學生的鬥爭行列之中。罷課後，學生們組織"十人團"（每個講演團10人左右），開展講演活動，在城區及昌平、南口、長辛店等地進行宣傳。出版《五七》日刊等刊物，擴大愛國宣傳。同時，開展抵製日貨、提倡國貨運動。還組織護魯義勇軍，進行軍事訓練。
學生愛國運動的發展，使帝國主義大為恐慌，日、英、法、美等國駐華公使聯合向北京政府施加壓力。日本公使小幡於5月21日晚向北京政府外交部發出嚴厲責問的照會，要求取締反日言論和"過激"言論，並威脅說："若放任此等風潮，不僅釀成貴國內政上意外之擾亂，且引起兩國國家上重大之交涉。"北京政府秉承帝國主義的旨意，對學生繼續進行大規模的鎮壓。從5月25日開始，荷槍實彈的步兵、馬隊，在北京各街道來往穿梭，奪走學生講演團的旗幟，撕毀傳單，驅散聽眾，封閉愛國報刊，派軍警包圍校舍。在反動當局的嚴厲鎮壓下，學生鬥爭一度轉入低潮。6月1日，徐世昌下令表彰被民眾斥為賣國賊的曹汝霖、陸宗輿、章宗祥，同時下令取締學生的一切愛國活動，強令學生立即複課。京畿警備司令段芝貴和步軍統領王懷慶按照命令竟然逮捕販售國貨的學生。從6月3日起，北京20餘所學校數百名學生重新走上街頭講演，講演者"垂淚而道"，聽眾則"掩麵而泣"。北京政府出動軍警鎮壓。當晚，學生遭逮捕者178人。由於捕人過多，警察廳容納不下，便把北大法科校舍臨時改為拘留所。6月4日，學生比前一天加倍出動上街講演，又有700多人被捕。學生毫不屈服。6月5日，上街講演的學生多達5000餘人，他們還結隊前往拘留所，要求軍警拘捕，誓與前兩天被捕的同學一起坐牢。
北京政府對學生的大逮捕，激起全國人民更大的憤怒。從北京開始的愛國運動，迅速擴展到全國。5月9日，上海學生停課一天，上海各界開始抵製日貨。5月11日，上海學生聯合會成立。天津學生於5月7日舉行遊行示威，聲援北京學生的鬥爭。5月14日，天津中等以上學校學生聯合會成立，並致電北京政府，誓與全國學生一致行動。從5月23日起，天津15所大中學校的一萬多名學生實行罷課，並以天津學聯名義發表了罷課宣言書，揭露日本帝國主義與賣國賊相勾結侵占中國領土主權，鎮壓各地學生愛國活動的種種罪行，宣言最後提出了拒簽巴黎和約、取消二十一條、誅賣國賊等六項要求。天津學生在罷課期間，走上街頭，深入到郊區農村，進行愛國宣傳活動。同時，天津學生還廣泛開展了抵製日貨、提倡國貨的活動。在學生的宣傳和推動下，天津商界也投入到這一活動中來。6月9日，天津公民大會在河北公園舉行，與會者群情激憤，一致要求商會罷市。6月10日，天津商界在上海"三罷"鬥爭的影響和學生的推動下，開始第一次罷市。同時，天津工人也在醞釀罷工。天津總商會在給北京政府的急電中要求政府速做決斷，以免演成危厄之局。在京、津學生罷課期間，濟南學生和各界群眾3萬多人衝破軍警阻撓，於5月7日召開了國恥紀念大會，要求收回青島。5月23日，濟南中等以上學校一律罷課。6月10日，濟南商界開始罷市。湖南學生聯合會於5月28日成立後，立即組織學生聲援北京學生的鬥爭。6月3日，長沙各校一律罷課。學生們的愛國行動很快影響到各界各階層。湖南省國貨維持會、救國十人團、湖南各界聯合會迅速成立，成為發動和組織群眾的有力指導力量。武漢、廣州、南京、杭州等地的學生和各界群眾也紛紛舉行罷課和示威遊行。從而形成了一個全國範圍的愛國運動。學生愛國運動的迅速發展，沉重打擊了帝國主義和封建軍閥的統治，充分顯示了人民群眾的威力。北京政府在上海"三罷"鬥爭和全國人民的壓力下，於6月10日下令免去曹汝霖、陸宗輿、章宗祥的職務。同日，國務總理錢能訓辭職。這是五四愛國運動的一個勝利。