1887年，英籍德人德璀琳(Gustav Derting)召集外国商人，要求赞助投资创办大学并得到响应。他的设想得到李鸿章的赞同，并答应拨给他一块地方做校址。他们在天津德租界的JC总部处后身东南一点的地方建造了一座德国日耳曼式风格的楼房作为教学楼，开始招收高层次的中国知识分子入学。校名为呑纳学院(Tenney College)，亦称为天津“博文书院”。

1892年，德璀琳在外国侨民中聘请了英国皇家学院毕业生丁家立于学院中创办补习班。数年后这个班学生的知识均达到了入学水平。1895年10月2日，天津海关道盛宣怀通过直隶总督王文韶，禀奏清光绪皇帝设立新式学堂。光绪帝御笔钦准，成立天津北洋西学学堂，并由盛宣怀任首任督办，在盛宣怀和直隶总督王文韶的参与下，125名新生入学呑纳学院，学院由此更名为天津北洋西学学堂。

1896年，北洋西学学堂正式更名为北洋大学堂，是中国第一所命名为“大学堂”的高等学校。1912年1月，北洋大学堂改名为北洋大学校，直属当时的国民政府教育部。1917年，国民政府教育部对北洋大学与北京大学进行科系调整，北洋大学改为专办工科，法科移并北京大学，北京大学工科移并北洋大学。从此，北洋大学进入专办工科时代。

1928年，北平大学区成立，改北洋大学为平大第二工学院。大学区制不久乃改为北洋工学院。1937年7月7日，日本发动全面侵华战争。7月30日，天津沦陷。9月10日，教育部下令“以北平大学、北平师范大学、北洋工学院和北平研究院等院校为基干，设立西安临时大学”。1938年3月，西安临时大学改称国立西北联合大学。7月教育部指令西北联大改组为国立西北大学、国立西北工学院、国立西北师范学院和国立西北医学院。

1945年8月，抗战胜利，天津收复。教育部正式下令恢复国立北洋大学，着力在天津西沽北洋大学原址复校。此后，泰顺北洋工学院、北洋工学院西京分院、西北工学院和北平部(理学院院长陈荩民接收“北平临大第五分班”，建立北洋大学北平部)四校师生先后返津参加复校。10月22日，北洋大学正式复校开学，茅以升任校长，公设两院十二系。1951年9月，奉中华人民共和国高教部令，北洋大学与河北工学院(1903年2月创立)合并，为合并后的校名一事曾发生重大分歧，经刘锡瑛(北洋大学校务委员会主席)力争，始改称天津大学，校址设天津老城南之七里台。