卢沟桥事变爆发后，随着隆隆炮火与日机轰鸣，平津地区人心惶惶，谣言四起，各政府机关及工商界人士于纷乱中开始自寻门路纷纷撤离逃亡。以北大、清华、南开、北平大学、燕京大学等著名高校为代表的教育界，同样呈现出一派惊恐、慌乱之象，一些人悄然打点行装，拖儿带女，呼爹喊娘，随着滚滚人流，顶着盛夏酷暑和弥漫的烟尘，纷纷向城外拥去。一时来不及逃亡或因特别情形而不能逃亡的各色人等，则在恐惧与焦灼的煎熬中苦苦等待与观望，心中暗暗祈祷并希望中国军队或许能赢得神助和佛灵保佑，尽快击退日军，保住北平这座千年古城与储存着民族文化血脉的校园。
时在庐山的蒋介石，除接二连三向宋哲元、秦德纯等拍发“固守勿退”的电令外，分别邀请各界人士火速赶往庐山牯岭，频频举行谈话会及国防参议会，共商救国图存大计。北京大学校长蒋梦麟、文学院院长胡适、清华大学校长梅贻琦、天津南开大学校长张伯苓、中央大学校长罗家伦、中央研究院史语所所长傅斯年等一大批学界要人应邀参加会议。此时，平津两地各高校正逢暑期，被邀请到庐山参加会议的各大学校长、院长与著名教授，以及部分在外地的教职员工，由于远离平津，对战事进展的真相难辨真伪，而混乱时局伴着恐怖谣言，如同风中野火四处流窜飞腾。面对来自四面八方的消息，在庐山的蒋、梅、张等三校校长坐卧不安，其情状“实属肠一回而九折”。为此，三校校长与学术界资深人士纷纷陈情，渴盼中央政府尽快作出决断，以挽救平津，挽救在日军枪刺与炸弹下苦苦挣扎的高校和学界同仁。
7月16日，面对华北当权者宋哲元等战和不定的暧昧态度，北平高校的查良钊、罗隆基、潘光旦、郑天挺、金岳霖以及中国营造学社的梁思成、刘敦桢等26位教授和文化名人，联名致电正在庐山参加座谈会的军政要员，吁请政府坚决抗日：“卢沟桥抗战以来，全国振奋，士气激昂。几日来忽有天津谈判之举，敌人重兵深入腹地，城下之盟——求不丧权辱国，岂能幸免。勿请一致主张守土抗战之决心，在日军未退出以前，绝对停止折中，以维国权。”
7月17日，梅贻琦自庐山密电清华大学教务长潘光旦：“今日重要会议，当局表示坚决，并已有布置。”可惜梅贻琦说的是庐山而不是北平，政府的军令部署与时局反复不定，令平津地区望眼欲穿、度日如年的师生和民众所看到的不是守军的积极“布置”，而是弃守溃退。7月29日凌晨2时，天津守军三十八师副师长李文田根据宋哲元撤离北平途中拍发的密电，指挥所部对天津海光寺日军华北驻屯军指挥部、东局子飞机场、大沽军用码头等日军占领点发起猛攻。“全市民众殆如除夕之守岁，大多数为炮声惊起，通宵不眠。”战斗持续15个小时后，于29下午3时许，接到继任冀察政务委员会委员长张自忠从北平发来的“和平有望”电报，加之日军援军已到，敌特汉奸大肆活动，李文田忍痛下令弃守天津，率部且战且退，向已撤往保定的二十九军司令部靠拢。日军趁势反攻，地处天津城南八里台的南开大学，突遭海光寺日军兵营炮火袭击，射击的第一个目标是校内高耸的木斋图书馆大圆顶，第一炮弹着点从圆顶旁擦身而过，第二炮击中目标，巨大的冲击力将图书馆圆顶整个切掉抛入空中，因圆顶又大又重，当翻转抖动着落下时，整个书库被压塌。紧接着，日军数炮齐发，南开大学校园内弹如雨下，秀山堂、芝琴楼女生宿舍、单身教师宿舍区均被日军炮弹击中，顿时楼塌屋倒，几十万册宝贵图书和珍稀资料灰飞烟灭。炮击过后，日机凌空在校园内外投放炸弹，校园内残存的建筑以及相邻的南开中学、南开女中、南开小学均被炸毁。轰炸过后，凶残的日军又派出大股骑兵与汽车数辆，满载煤油闯入南开大学校园四处投弹，纵火焚烧，整个校园弹片横飞，黑烟滚滚，烈焰升腾。这所由著名教育家张伯苓等人创办、靠各界人士赞助，经过千辛万苦发展起来的中国当时最杰出的私立大学，在战火中成为一片废墟。时已转往南京的张伯苓闻此凶讯，当场昏厥，尔后老泪纵横，悲怆不能自制。
当天下午，张伯苓强忍剧痛，以悲壮的语调和不屈的精神对《中央日报》记者发表谈话：“敌人此次轰炸南开，被毁者为南开之物质，而南开之精神，将因此挫折而愈奋励。”
7月31日，蒋介石约见张伯苓，以同样的情绪表示：“南开为中国而牺牲，有中国即有南开”。
蒋介石与张伯苓的谈话，给茫然四顾的平津教育界人士注入了一支强心剂，由此增添了一份慷慨悲歌之气。此时的日本人十分清楚，要彻底击垮一个民族，除动用武力在政治、经济、军事诸方面予以摧毁，更重要的是精神上的彻底征服。但“自沈阳之变，我国家之权威逐渐南移，唯以文化力量，与日本争持于平津，此三校实为其中坚。”因此，日本军队决不会轻易放过平津高校和高校中的民族文化精英以及珍贵的文化遗产。事变前就把平津高校作为重要征服目标而虎视眈眈的日本军队，终于将南开大学置于炮火之中，开始了精神上的征服。
在民族生死存亡之际，保护和抢救平津地区教育、文化界知识分子与民族精英，越来越显得重要和迫在眉睫。中央研究院院长蔡元培、北京大学校长蒋梦麟、清华大学校长梅贻琦、南开大学校长张伯苓、北平研究院院长李煜瀛、同济大学校长翁之龙、中央大学校长罗家伦、中央研究院史语所所长傅斯年等102人联合发表声明，揭露日军破坏中国教育机关的罪行，提出了“教育为民族复兴之本”的口号，要求政府采取果断措施，将一些高校迁往内地办学。
8月17日上午，国民政府国防最高会议参议会在南京汪精卫寓所召开，共邀请16人参加，分别是：
张伯苓、蒋梦麟、黄炎培、张嘉森、张耀曾、沈钧儒、曾琦、▲李璜、▲蒋方震、▲梁漱溟、▲陶希圣、▲傅斯年、毛泽东、马君武、晏阳初、▲胡适。由汪精卫主席，列席者有蒋作宾、王世杰、吴达诠三部长及秘书长张群。
所邀人员大约有一半出席（有▲标志者），时在延安的中共领袖毛泽东由周恩来代表出席。从受邀人员名单可以看出，此次会议除了军事上的讨论，更多的是对文化教育方面的关注，平津地区教育、学术界何去何从，已经上升到国家战略的高度予以讨论。
9月10日，国民政府教育部发出第16696号令，正式宣布在长沙和西安两地设立临时大学。由国立北京大学、清华大学、私立南开大学组成长沙临时大学。以北平大学、北平师范大学、天津北洋工学院（原北洋大学）和北平研究院等院校为基干，设立西北（西安）临时大学。两个临时大学以原各校校长任筹备委员会常务委员，迅速赴当地选址筹备，尽快组织师生撤出平津地区在新校舍开课。
9月13日，长沙临时大学筹备委员会召开第一次会议，北大、清华、南开三校校长为当然委员，另有北大胡适、清华顾毓琇、南开何廉，外加中央研究院史语所所长傅斯年、湖南大学校长皮宗石、湖南省教育厅长朱经农等为委员。教育部部长王世杰为主任委员，教育部次长周炳琳为主任秘书，因周炳琳不得脱身赴长沙，其主任秘书一职由杨振声代理。会议确定租赁地处长沙市韭菜园一号原美国教会所办圣经书院作为临时校舍，明确院系设置、组织结构、经费分配等事宜。此时的长沙圣经书院已经停办，校内教室、宿舍、家具及办公用具较为齐备，另外还有一个大礼堂地下室，正好作为临时大学师生的防空洞，以避日机轰炸。
9月20日，北大校长蒋梦麟与三校同仁陆续到达长沙紧急筹备。9月28日，各项事宜就绪，开始启用国立长沙临时大学关防，校务由三校校长及主任秘书组成的常务委员会负责。与此同时，西北临时大学也在西安择好了校址并基本筹备就绪，战时的中国教育即将揭开新的一页。
在此之前，由教育部发出的撤退命令已在平津各校师生中用书信和电报秘密传达，早已心力交瘁，翘首以盼的各校教职员工和学生们接到通知，纷纷设法夺路出城，尽快逃离沦于敌手的平津两地，辗转赶赴湖南长沙和古城西安——中国现代历史上最为悲壮的知识分子大撤退开始了。这一决定是在时局激变的紧急情况下仓促作出，因而，此次撤退实际上是一次毫无组织和秩序可言的慌乱大逃亡。
校园成为一片焦土的南开大学师生接到命令，乘船沿海路陆续南下。南开大学秘书长黄钰生、理学院院长杨石先，早在宋哲元、张自忠等辈与日本人拉拉扯扯，欲谈和屈就时，已感到凶多吉少，遂着手组织部分留守师生向校外转移图书、设备，并组织教授眷属尽可能撤出校园，转往安全之处。当战争打响，日军炮击、轰炸南开校园后，黄钰生、杨石先与郭屏藩等教授冒着滚滚浓烟和零星的枪炮声，在校内检点情况。当撤离校园时，黄钰生从自家倒掉的废墟中扒出了未烧着的被褥和一件衬衣，杨石先则只有身上的一套单衣和一架相机，二人带着这点仅有的身外之物，率领南开师生踏上了去往长沙的路途。
坐落于北京城中心地带，建校历史最为悠久的北京大学，由于校长蒋梦麟、文学院院长胡适等名流均赴庐山参加政府会议，各项善后工作落到了北大秘书长兼历史系教授郑天挺身上。随着北平沦陷，日军进城，一些骨气与民族气节都呈“五短身材”状的文人、学者纷纷“下水”，开始与日寇狼狈为奸，企图阻止师生南下，局势异常严峻。面对危局，郑天挺顾不得夫人新丧，子女年幼的悲痛与托累，全部身心用于保护校产和组织师生安全转移中来。他先是决定向经济困难的滞校学生每人发款20元，促其迅速离校，尔后想方设法使北大教授及其家属安全撤离。对此，郑天挺回忆说：“蒋梦麟校长等离北平后久无来信，对学校下步如何处理，大家都不清楚，只能临时应付。日寇进城、形势更加恶化，当时教职工到校者寥寥可数，多数同仁都想早离危城，但又无路费。当时我仍每天到校办公，解决职工教授生活、安全、校产保护等问题。未走教授如孟森、汤用彤、罗常培、邱椿、毛子水、陈雪屏等也多次开会，建议给低薪职工每人发30元维持费。并表示全力协助我共同支撑、维持学校局面。当时大家也常为我的安全忧虑。”
撤离北平十几年后的1948年，北大中文系教授罗常培对郑天挺的倾心竭力仍念念不忘：大家在凄凉惨痛的氛围中仍旧主张镇定应变，共维残局，“但是自从七二九以后大家的精神实在已经逐渐涣散了。城陷的那天，逵羽（南按：樊际昌，时为北大教务长）就避入了德国医院。上午十时我到第二院巡视只碰见了郑毅生（南按：郑天挺）、章矛尘（廷谦）、梁实秋和潘光旦。十一时到第一院，听说卢吉忱曾经来过一会儿，后来连工友的影儿都不见了。到了八月七日平津试行通车，海道可航，于是逵羽便首先离开了北平。第二天河边率日军入城，分驻天坛，旃坛寺和铁狮子胡同等处，人心更加浮动。八月九日毅生、树人、公超、端升和我在欧美同学会晤谈，一部分同仁便主张早离危城。于是十一日清晨公超、树人、实秋和姚从吾就陪同胡适之太太离平赴津。在张皇失措中从吾还给胡太太丢了一只箱子。同仁既然纷纷南下，北大的重担几乎完全压在毅生一人的肩头。”而“八月二十五日日本宪兵四人到第二院校长室检查，由毅生独自支应，后来周作人闻讯赶到，用日语和日宪兵驳辩，那时他还站在北大同仁的立场说话。过了两天日人又到图书馆索取中俄画界地图并且请孟心史（南按：孟森）先生给他们解释，这时的情势已经越逼越紧了。”
关于罗常培所说日人强行索地图事，北大教授钱穆在他的回忆中就具体细节有过这样的补充：“日本军队进北平，闻心史曾在北大图书馆发现一旧地图，于中俄两国蒙古边疆问题有新证据之发现。遂派人特访心史，于其宅前并曾摄一像而去。而心史不久以病进医院。双十节后，北大同仁陆续离北平南下。余赴医院与心史话别，不谓心史竟已不起。”
北大同仁南撤后，一代史学大师孟森于1938年去世，身后没有像样的财产传给亲属，只有《清初三大疑案考实》等名著供后世学人追思纪念。当年他发现的那张旧地图为日本人掠去“收藏研究”，从此再也没有面世。
9月3日，大批日军进驻北大第一院和灰楼新宿舍，于门口挂上了各分队、小队的日文牌号。在如此严峻纷乱的局势中，郑天挺仍每天到校负责料理校产与未能脱身教授们的生活，直到10月18日，地方维持会将保管北京大学的布告挂在北大二院门口，郑天挺才和在平全体职员合摄一影，又于二院门前地方维持会的布告底下单独拍了一张小照，算是与他恪守的岗位作了最后告别。
11月17日，郑天挺与罗常培、陈雪屏、罗膺中、魏建功、邱椿、赵乃抟、周作人（南按：经济系，非鲁迅之弟）、王霖之、周濯生、包尹辅等北大教授，最后一批离开沦陷的北平，转道南下长沙。正如罗常培所说：“北平沦陷后的北大残局就这样暂时结束了！”
就在北平沦陷的7月29日下午，日军窜入北京城西北郊树木参天、荷花飘香的清华园进行骚扰。随即又数次以参观为名，将窃取的大批珍贵图书、仪器设备用卡车装运出校园。因梅贻琦在南京未归，局势越来越恶化，代理校务的叶企孙与陈岱孙等几位教授会商决定，尽快组织师生及其家属撤退，同时决定由校秘书处事务科长毕正宣与汪健君、施廷镛、陈传绪、傅任敢等五人留守，组成“清华大学保管委员会”，以保护校园与校产。骄狂的日军见此情形，索性派遣牟田口等部队侵入学校公开搜查，强占部分校舍，劫掠校产，直至把“校产保管委员会”人员驱逐出校。自此，“清华园内，遂不复有我人之足迹矣。”
据时为清华大学文学院院长兼哲学系主任冯友兰回忆：在炮火连天，北平危急，人心惊恐之际，除了逃难的人群，还有四处张罗准备男欢女爱，以成百年之好者。此种做法虽与整个北方硝烟弥漫、家破国亡的氛围极不谐调，但那些痴男情女们却不管这些，由着自己的性子继续在情思的梦境中生活。就在北平失守的这天，清华一位教员正在城中举行婚礼，特邀冯友兰主婚。想不到当天晚上城门关闭，这对痴男怨女在清华园预备的新房已无法进入，只有坐看北平沦陷，扼腕叹息。
从北平沦陷到清华师生南迁的这段时间，整个清华园在一阵大乱过后渐渐沉寂下来，几乎成了真空。冯友兰回忆说：“我们参加校务会议的这几个人，还住在清华，说的是要保护学校。我在图书馆内对图书馆的工作人员说，中国一定会回来，要是等中国回来，这些书都散失了，那就不好，只要我人在清华一天，我们就要保护一天。有一次，夜里我和吴有训在学校里走，一轮皓月当空，四周一点声音都没有，吴有训说：‘可怕，可怕，静得怕人！’。”此情此景，使冯友兰想起了黄仲则的两句诗：“如此星辰非昨夜，为谁风露立中霄”，几近溘然泪下。后来日本军队正式进入北京城，开始到处接管搜查，冯友兰等几个留守教授觉得在政权已经失掉，保管已经没有意义了，事实上是替日本保管，等他们来接收。于是大家决定南迁，“南迁的人和留守的人，都痛哭而别。”
冯友兰与吴有训二人一起离平南下，到达郑州时，冯突然建议上馆子吃一顿黄河鲤鱼，因为这一别，不知道什么时候才能回来，有机会先吃一顿再说。正在这时，意外碰到了清华的同事熊佛西，于是三人一同去馆子吃了一顿黄河鲤鱼，算是了了一桩心愿。当时熊佛西喜欢养狗，他面带忧戚地对冯、吴二人说：“北平有许多人都离开了，狗没法带，只好抛弃了。那些狗，虽然被抛弃了，可是仍守在门口，不肯他去。”冯听罢，满目凄然，道：“这就是所谓丧家之狗，我们都是丧家之狗呵！”