天津大學的前身北洋大學始創(chuàng)于中日甲午海戰(zhàn)后。甲午戰(zhàn)敗，舉國圖強，洋務(wù)運動實業(yè)派代表人物盛宣懷意識到：自強首在儲才，儲才必先興學，1892年盛宣懷上任津海關(guān)道后，開始籌備辦學。1895年10月2日，光緒皇帝御筆欽準，成立天津北洋西學學堂，盛宣懷任首任督辦，校址在天津北運河畔大營門博文書院舊址。

天津大學1896年北洋西學學堂正式更名為北洋大學堂，是中國第一所命名為大學堂的高等學校。
1899年，天津北洋大學堂的第一屆學員畢業(yè)。1900年元月，學堂頒發(fā)了中國歷史上第一張大學文憑。由于成績最優(yōu)，香港學員王寵惠成為欽字第壹號文憑獲得者。北洋大學堂治學嚴謹，校風樸實，當時在國內(nèi)與哈佛、耶魯齊名，畢業(yè)生可免試進入美國一流大學攻讀研究生，被譽為東方的康奈爾。
北洋大學堂按照美國近代模式辦學，全面引進西方教育模式，建立了一套較為完善的教育教學管理制度，設(shè)立頭等學堂（大學本科）、二等學堂（預科），學制各為四年。頭等學堂設(shè)專門學（即科系）四門：工程學、礦務(wù)學、機器學、律例學，1897年學堂增設(shè)鐵路�？疲�1898年又設(shè)鐵路學堂，上述學門皆為當時中國社會所急需，體現(xiàn)了北洋大學興學救國的創(chuàng)辦宗旨。
1900年八國聯(lián)軍入侵津京，學堂校舍為敵兵所霸占，設(shè)備、文檔案卷遭毀壞，學校被迫停辦。至1903年4月學堂方在西沽（今河北工業(yè)大學紅橋校區(qū)東院）正式復課。
1903年北洋大學堂開學復課時，分設(shè)法律、土木工程、采礦冶金三個學門，后應外交需要附設(shè)法文班、俄文班，1907年開辦師范科，至此北洋大學已成為包括文、法、工、師范教育諸科，初具綜合性的新式大學。