1916年秋，张国焘考入北京大学理学院，跻身为这所著名大学里莘莘学子中的一员。

北京大学历来是中国首屈一指的著名高等学府。这里校园面积广大，且建筑古色古香，未名湖水波光荡漾，湖畔绿柳成荫，青石素朴，湖塔相映，诗意盎然。

张国焘自中学起就非常喜爱自然科学，对物理、化学等科目十分用心。果然，功夫不负有心人，他终于以优异的成绩考上了梦寐以求的华夏名校。

年轻的张国焘，当时也抱着“科学救国”的念头，准备通过学习自然科学，向西方借鉴丰富经验，引入先进技术与设备，以拯救这破败的旧中国。那时他还并没有想到，有朝一日自己会走上政治这条路。

其时，北京大学采取“预科三年，本科三年”的学业制度。张国焘便先入理学院读预科。

北京大学创立于1898年，到张国焘入学这一年，已有近二十年历史。这是近代中国创办的第一所大学，初名“京师大学堂”，那还是维新运动的产物。戊戌变法以光绪皇帝被囚禁、谭嗣同等“七君子”血溅菜市口的失败宣告结束，但这所“京师大学堂”仍给继续保留了下来，大概是腐朽的清政府也认识到了知识的重要性吧。但它尽管说是新式学堂，却仍然充满着封建传统的陈腐气息。当时的入学者，大多为出身举人的京官，这些人官僚习气很重，多数以打麻将、捧戏子、逛妓院为嗜好，并形成风潮。那时的大学堂极为简陋，只在马神庙处有座古老、破旧的藏书楼。辛亥革命后，“京师大学堂”也被“革”名为北京大学，由著名学者、大启蒙思想家、翻译家严复被任命为第一任校长。接着担任校长的有马良、何燏时、胡仁源等人。这时的学校较大学堂时虽略有一些改革，但面貌变化并不大。

也就是在张国焘考入北大这一年，蔡元培先生上任了。他在北大实行了根本性的变革，燕园从此焕然一新，成为整个泱泱中国新思想发展的风水宝地。

蔡元培原是清末的翰林，后因辛丑条约的签定，使他十分痛恨满清朝廷的腐败与卖国，便逐步走上了推翻清王朝的道路，积极从事革命活动。他后来创建了光复会，又参加了孙中山领导的同盟会。辛亥革命后，因其为革命元勋、一代名儒，被任命为教育总长。蔡元培留过洋，对西方的教育制度甚为推崇，所以，自从他担任北大校长后，将充满封建腐败习气的北大着力进行了一番革新整顿。

1917年初，蔡元培在北京大学举行了他到任后的第一次讲演，当时会场座无虚席，大家都想一睹蔡校长的风采。张国焘因为是新生，对北京大学的一切事物都感到新鲜，这样热闹的活动自然参加。此次听蔡先生的讲演，给他很大的触动。当时蔡元培侃侃而谈，号召学生不要追求升官发财，而要认真研究学问。这些话使张国焘下定决心，要在北大好好地做一番学问，以实现“科学救国”的初衷。从那以后，张国焘真的足不出户，天天在教室、食堂、宿舍三点一线上废寝忘食、致力苦学，颇有欲成就大学者的气象。