北洋大学从1895年至1911年共有毕业或肄业生518人，其中资送出国52人(不包括自费留学生)。该校为我国近现代科技教育事业培养了一大批奠基的专家学者，他们多为国家社会所倚重，对采矿、冶金、土木、水利、机械工程、铁路交通、财政金融、政法、外交等事业的发展做出了开创性的贡献。任课教师多为中外硕学鸿儒，尤以美、日、英、法、德、俄学者任主课，教材也多采用外文原版。此外，北洋大学堂还建立了一套较为完善的教育教学管理制度，保证能够实现培养高层科学人才的目的。
由于治学严谨，校风朴实，当时北洋大学与哈佛、耶鲁相伯仲，毕业生可免试进入美国一流大学攻读研究生，因而被誉为“东方的康奈尔”。中共早期领导人张太雷，我国著名经济学家马寅初，“五四”运动天津各界联合会副会长马千里，海牙国际法院大法官徐谟，著名诗人徐志摩等，都是北洋大学的毕业生。北洋大学堂的创办，不仅推动了我国第一个近代学制的产生，为我国高等学校初创时期体系的建立起到了示范作用，更重要意义在于：它结束了中国延续长达一千多年封建教育的历史，开启了中国近代教育的航程。
1899年，天津北洋大学堂的第一届学员毕业了。第二年元月，学堂颁发了中国历史上第一张大学文凭。由于成绩最优，从香港考入的学员王宠惠有幸成为“钦字第壹号”文凭获得者，他学的专业是法律。1905年，王宠惠获耶鲁大学法学博士学位。1912年，他出任以孙中山为首的南京临时政府外交总长。1915年张太雷以优异的成绩考入了京师大学堂(北京大学)法律预科，但由于京师大学堂学制长，估计自己的经济条件难以支持，他就未入北大就读。
期间打听到北洋大学学费便宜，且预科班为期半年，他便兴冲冲地携好友一起报考北洋大学的法律预科。凭借优异的成绩，张太雷与北洋结了缘，一呆就是5年。冯海龙说，张太雷是在北洋大学培养下，思想得到了升华，从爱国青年成长为共产主义者。五四前夕，在北洋大学求学的张太雷接触到了马列主义思想。五四运动更是唤醒了中国的热血青年。积极参加革命运动，不断探索革命理论的张太雷逐渐成长为中国共产党的创始人之一。
据《益世报》记载，五四运动期间，为抗议当局镇压学生运动，北洋大学学生纷纷罢课，并组织44个演讲团。张太雷等4人组成的演讲第二团赴塘沽演讲。此时，张太雷彻底摒弃了传统中的读书是为了仕途和过安稳生活的观念，为了信仰、为了国家和人民而抛家舍业，义无反顾。
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