1895年9月30日，直隶总督兼北洋大臣王文韶奏请光绪皇帝创办西学学堂的奏折（复制件）中的部分内容。10月2日，光绪皇帝在该奏折上御笔朱批“该衙门知道”，并于当日将其以军事急件的形式“四百里马递发回”
10月30日，德国政府与天津地方当局签订了《德国租界设立合同》，其中明文规定：“博文书院及博文书院所有之地，现在中国官改为大学堂。”
天津博文书院校舍——北洋大学堂的诞生地
11月8日，王文韶与盛宣怀在《直报》上联名发布了一条“劝令加捐”的筹款启事，其中明确指出：“查前因天津设立头等二等大学堂……”
12月7日，英国人在天津所办的英文报纸《京津泰晤士报》（Peking and Tientsin Times）刊登了两篇与北洋大学堂有关的报道，一篇名为《天津大学访问记》（A visit to the Tientsin University），该文在结尾处特地用汉字标示出“北洋大学堂”之名，另一篇名为《中国北方大学》（The University of North China），在文中更是进一步标明了该学堂中文名称的英文译音——“Pei-yang-ta-hsüeh-t’ang（北洋大学堂）”。
由上可见，在北洋大学堂创办的当年，其“大学堂”的名称、性质与地位便已得到确认，而这也是中国历史上第一所被政府当局乃至全社会称为“大学堂”的高等学府。即使是在京师大学堂、山西大学堂等其他官办大学堂陆续成立之后，北洋大学堂在一些政府公文中也依然被径直简称为“大学堂”。
第四，北洋大学堂以完整的中等教育及大学预科教育为办学基础。
北洋大学堂在筹办之初，之所以要分设头等学堂（大学本科）与二等学堂（大学预科），就是为了在当时中国的普通教育尚未全面兴起的背景下，由二等学堂直接为头等学堂培养和提供合格的生源。二等学堂的学制定为四年，如此一来，“第五年起，每年即可拨出头班三十名，升入头等学堂”。然而，盛宣怀又考虑到，“若候至五年后设立头等学堂，实有迟暮之憾”，因此，为了加快人才培养的速度，盛宣怀和丁家立便决定直接“在天津、上海、香港招集头等学堂一班学生、二等学堂三班学生”，在此基础上迅速开办大学本科教育。
天津、上海、香港三地开埠较早，其近代新式教育也起步较早，各类新式学堂比比皆是，足以为北洋大学堂的两级学堂提供一定数量的合格生源。在最后实际录取的首批100多名学生中，尤以香港皇仁书院（香港最早的官办中学）、上海广方言馆（上海最早的洋务学堂）以及天津中西书院（由丁家立本人所办）这三所著名新式学堂的毕业生数量为多。
丁家立等人在主持招考工作时，要求极其严格，且尤为看重学生的英文与数学水平。如1895年10月在香港招生时，共有295人报考，但最终只录取了67人，其中仅有来自广东东莞的王宠佑、王宠惠兄弟2人首批被选入头等学堂，其余65人均只能暂入二等学堂学习。随后，丁家立在公告中表示：“此次取中之二等学堂学生，其中如有读过几何、代数等学，实因一时不慎，成稍为生疏，以致不能取入头等学堂者，正可及时用功温习，俟到津后再行复试补取可也。诸生勉之！”由此可见，丁家立在为头等学堂招选学生的过程中，既严格要求，又有一定的策略上的灵活性，归根结底都是为了尽最大努力保证北洋大学堂的生源质量。
此外，盛宣怀在筹办北洋大学堂最初的禀文中，曾一度将二等学堂误称为“外国所谓小学堂也”。不过，根据他所呈报的《二等学堂功课》，其“历年课程”分别为——第一年：英文初学浅书、英文功课书、英字拼法、朗诵书课、数学；第二年：英文文法、英字拼法、朗诵书课、英文尺牍、翻译英文、数学（并量法启蒙）；第三年：英文讲解文法、各国史鉴、地舆学、英文官商尺牍、翻译英文、代数学；第四年：各国史鉴、坡鲁伯斯第一年格物书、英文尺牍、翻译英文、平面量地法。从上述课程设置来看，二等学堂显然与一般的中学程度相当或略高一筹，足以达到大学预科的水平。
总之，正是因为有了津、沪、港三地的若干中等教育程度的生源作为基础，北洋大学堂才得以在创办伊始即可直接开办大学本科教育，随后，作为大学预科的二等学堂，又源源不断地为头等学堂提供合格生源，从而初步构筑了一套比较完整的高等教育体系。
第五，北洋大学堂的学科与课程设置基本达到现代大学标准。
根据盛宣怀和丁家立拟定的《头等学堂功课》，在“四次第”的“历年课程”（公共课）之外，另有工程学（土木）、电学（电气）、矿务学、机器学（机械）、律例学5门“专门学”（专业），后来，除电学外，其余4门均成功开设。其中，工程、矿务、机器这3个学科均为当时欧美发达国家工科大学中的主流学科，而律例学更是开中国法学高等教育之先河。
根据《头等学堂功课》的规定，各“专门学”的主要课程有——工程学：专教演习工程机器、测量地学、重学、汽水学、材料性质学、桥梁房顶学、开洞挖地学、水力机器学；矿务学：深奥金石学、化学、矿务房演试、测量矿苗、矿务略兼机器工程学；机器学：深奥重学、材料势力学、机器、汽水机器、绘机器图、机器房演试；律例学：大清律例、各国通商条约、万国公法等。从这些课程的名称来看，显然均为比较精深的专业教育，其中的大多数课程均为国内首创。另外，根据丁家立的要求，绝大多数课程均使用英文原版教科书，并直接用英文进行教学。
当然，在具体的办学过程中，学堂实际开设的课程亦会有所变通，乃至进一步深化。如1900年初北洋大学堂首届毕业生王宠惠所获“考凭”（毕业文凭）上，就一一列出了他在四年修业期间学习过的所有课程——英文、几何学、八线学、化学、格致学、身理学、天文学、富国策、通商约章、律法总论、罗马律例、英国合同律、英国罪犯律、万国公法、商务律例、民间词讼律、英国宪章、田产易主律例、船政律例、听讼法则，其中门类繁多的法学类专业课程，可谓充分体现了法学高等教育的程度与水准。
第六，北洋大学堂首届毕业生最早被中国政府授予大学本科毕业文凭。
到了1899年底，在北洋大学堂头等学堂头班的首批24名学生中，除有少数几人或“派往日本游学”，或“因事请假未回”，或“学无进益，降入二班”，均不能如期毕业之外，最终共有18人顺利地完成了四年的学业，经时任直隶总督兼北洋大臣裕禄考试合格后，于1900年初被正式授予“考凭”，成为北洋大学堂首届毕业生，而这也是中国人自己培养出来的第一批大学本科毕业生。
1900年初，北洋大学堂第一届全体毕业生合影
在这批毕业生中，王宠惠当年所获“考凭”一直保存至今。其左右两侧绘有象征皇权的蛟龙出海图样，左右边沿均书有“钦字第一号”字样。正文右侧则首先用大号字注明其颁发者的身份——“钦差大臣办理北洋通商事务直隶总督部堂裕”，然后又较为详细地叙述了该届学生的学习经历——“天津北洋大学堂招取学生，由二等四班递升头等头班，分年肄习汉、洋文及各项专门之学，历年由该学堂总办暨总教习、分教习随时考验，均能按照功课，循序渐进”，考虑到该学堂1895年首批招收的学生程度不等，遂自次年起“随其学历深浅，分隶头等学堂第四班及二等各班，现届四年期满，核与八年毕业章程仍相符合”，具体就王宠惠本人而言，“经本大臣复加考核，名实相符”，故“给付考单，俾该生执以为凭，以便因材录用”。最后，还将“该生肄习各项学问逐一开列于后”，并在开头特意用小字附注：“查该生前在香港肄业四年，于光绪二十一年招取，入头等学堂第四班。”这句话再次证明，王宠惠在考入北洋大学堂之前，已经在香港接受过一段时间的正规中学教育，并且基本达到了头等学堂（大学本科）的入学标准。
