1917年1月，蔡元培任北京大學校長。他宣布辦學宗旨「兼容並包」，提倡「學術思想自由」，吸引了許多當時先進的知識分子前來任教。尤其是《新青年》雜誌陣地，聚集了很多優秀人物，這些人成為五四運動的精神導師。
蔡元培聘請陳獨秀做北大的文科學長（文學院院長），聘請魯迅、錢玄同、王星拱、劉半農、徐寶璜等人來校任教，同時擴建藏書樓為圖書館，聘請章士釗做圖書館主任。章不久即辭職，推舉副主任李大釗接替。李大釗早年在日本留學，1914年章士釗在日本創辦反袁的俗稱「老虎報」的《甲寅》雜誌後，李大釗和陳獨秀都經常在《甲寅》上而發表文章。陳獨秀在上海創辦《青年》雜誌，到北大不久，把《青年》改名《新青年》，主張白話作文，鼓吹文學革命。李大釗、魯迅當時經常在《新青年》上發表文章。1917年夏，胡適由美國回國，到北大任教。《新青年》上有陳獨秀、李大釗、魯迅等人的文章，同時也有胡適、王星拱、劉半農、周作人等人的文章。他們雖然都是新文化運動人物，但政治見解有分歧。不過，他們的文章都引起學生們的興趣和共鳴，大大活躍了當時北大的思想空氣。
1918年1月15日，陳獨秀在《新肯年》雜誌上發表文章說，只有「德先生」「賽先生」可以救中國：「反對《新青年》的人，無非是因為我們破壞孔教，破壞禮法，破壞國粹，破壞貞節，破壞舊倫理，破壞舊藝術，破壞舊宗教，破壞舊文學，破壞舊政治這幾條罪案。這幾條罪案我們直認不諱。但是只因為擁護那德謨克拉西（Democrary）和賽因斯（Sce）兩位先生，才犯了這幾條滔人的大罪……若因為擁護這兩位先生，一切政府的迫壓，社會的攻擊笑罵，就是斷頭流血，我們都不推辭。」
從1918年7月至1919年1月，李大釗先後發表了《法俄革命之比較觀》、《庶民的勝利》和《布爾什維十義的勝利》等文章，宣傳馬克思主義。胡適發表的《文學改良芻議》影響也很大。胡適說，北大是因三個兔子而成名的，一是老兔子蔡元培，：是中兔子陳獨秀，三是小兔子胡適本人（三個人年有長幼，但都屬兔）。
此外，無政府主義的思想在北大也很活躍。蔡元培聘請了清朝大學士李鴻藻的兒子李石曾來北大教生物學，吳稚暉當學監，無政府主義思想由他們傳播到北大。
在「學術思想自由」的口號下，北大成立了很多社團。如哲學會、雄辯會、音樂傳習所、體育會、數理研究會、新劇研究會、書法研究會、書法研究會、圖書報社、學生儲蓄銀行等。新聞研究會山校長秘書徐寶璜主持。《京報》創辦人邵飄萍作「五四」前的一段時間裡，每星期日都去講他的新聞採訪經驗。毛澤東也參加了新聞研究會。當時，國內著名的書畫家陳師曾、音樂家蕭友梅、劉天華都在這些學會之中，畫家徐悲鴻則擔任畫法研究會主任。這些社團，為學生在「五四」時期舉行集體遊行奠定了組織基礎。
五四運動以前，由於蔡元培秉行「兼容並包」和「學術思想自由」，北京大學活躍打各種各樣的政治思想，成為新文化運動的基地。以陳獨秀、李大釗、胡適等為代表人物的新文化運動，激發了學生對封建文化和當政者的不滿。在各種思想的啟蒙與交鋒中，青年學生的愛國主義情感一天天增強了，北大成為五四運動的策源地。
1918年11月，第一次世界大戰結束，協約國勝利了。因為中國參加了協約國，很多人把自己也看成是「勝利國」，「公理戰勝強權」的口號一時高唱入雲。歷史證明，弱國無外交，中國再次被強權凌辱。