在總理衙門7月3日上報的京師大學堂辦學方案中，還有一份京師大學堂章程。這份章程的執筆人是梁啟超，他是代康有為起草的，而康有為又是受總理衙門正式委托的。
這份章程共八章，第一章為“總綱”，規定大學堂性質、地位、功能、宗旨等。強調京師大學堂不僅為全國新教育表率，而且將統轄各省所有新式學堂；參照西方各國重視師範教育的經驗，總綱規定大學堂必須格外重視師範教育，於學堂內專設師範齋，以便培養教習之才；總綱建議政府在上海等處開設一編譯局，取各種普通學問及盡人所當習者編為小學、中學、大學三級教材，以供大學堂及各省將要創辦的中小學堂使用；教材分類主要有中學及西學，中學薈萃經史子集之精要及與時務相關者，西學為翻譯西方學堂所用之教材；總綱還規定大學堂擬創設一規模宏大的藏書樓，廣集中西要籍，以供士林瀏覽而廣開天下風氣；創立一個儀器院，集各種天算、聲光電化、農礦等機器製造、動植物各種學問之應用儀器於一院，以為實力考求之助；總綱既規定大學堂為各省新式學堂的管理機構，又規定大學堂生源將來自各省中學堂肄業生，因此總綱最後一條責成各省督撫要盡快創辦中小學堂，務使一年內每省每府每州縣皆有學堂，庶幾風行草偃，立見成效。
京師大學堂章程第二章規定學堂功課。在這一章，章程對各省近年創辦的新式學堂提出批評，以為這些新學堂並不符合維新變法的宗旨，這些學堂雖名為中西兼習，實則有西而無中，且有西文而無西學。除了讓學生學了點外語外，對於西學其實根本就沒有入門，反而將中學拋擲腦後。這種情況之所以發生，主要是因為中西學問確實難以溝通，確實難以貫通掌握。所以，那些稍稍熟悉西學的人，往往鄙視中國舊有學問為無用。各省學堂既以洋務為主義，即以中學為具文。其所聘中文教習大多不通西學，所知道的知識隻是科舉考試中的八股文之類，因此學生視中學為贅疣，對儒家義理之學全不講究，對經史掌故更不願意下功夫。這實際上是一種本末倒置。
章程強調，根據東西洋各國經驗，從未有任何學校盡講他國之學而完全舍棄本國之學者，亦未有絕不通本國之學而能通他國之學者。中國學者之大弊是治中學者絕不言西學，治西學者亦絕口不言中學，結果就是中西兩門學問視若水火，相互詬病，無法形成一個學問總體，無法在中西學問基礎上建構出一門新學問。針對這種情況，章程在這裏刻意強調張之洞一直在鼓吹的中體西用，以為中學為體，西學為用，二者相需，缺一不可。如果不能深究中國自古以來聖聖相傳儒家義理之學，則學無根底，其所浮慕的西學也隻是得其皮毛，徒增習氣，必無心得。京師大學堂一定要克服這一毛病，一定要在中西學術結合上下功夫。為此，章程提出課程設置的兩大原則，一是中西並用，觀其會通，不得偏廢；二是以西文為學堂之一門，不以西文為學堂之全體，以西文為西學之發凡，不以西文為西學之究竟。明確將西文與西學判為二事，意在糾正先前幾十年洋務運動中創建的那些新式學堂將西文視為西學，以是否掌握西方語言文字視為西學之高低的流弊。
根據這些原則，京師大學堂章程第二章為課程設置方案，將全部課程分為普通學與專門學兩大類，前者要求每一個學生都應當通習，類似於今日的基礎課；後者要求每一個學生各占一門，類似於今日的專業課。普通類基礎課共設計了十門具體課程，有經學、理學、中外掌故、諸子學、初級算學、初級格致學、初級政治學、初級地理學、文學、體操等。要求每個學生在三年內掌握除體操外的九門普通課程，經考試合格方能畢業。至於外語，章程要求每一個學生都必須選擇一門進行學習，所使用的教材應該是該語言國家的原本。外語考核與普通課程相同，不及格的也不能獲得畢業資格。
至於專業設置，章程根據需要及可能，提出了十大專業，即高等算學、高等格致學、高等政治學（包括法律學）、高等地理學（包括測繪學）、農學、礦學、工程學、商學、兵學、衛生學（包括醫學）。要求所有學生就性之所近、能之所及在此十種專門學問中選擇一種或兩種認真研習，其已習西文之學生盡量使用西文原本，以求獲得該學科的精義。9月15日，出使日本大臣裕庚奏日本大學科目並初學功課，謂日本仿照西方設立大學，共分六科，即法科、醫科、工科、文科、理科、農科。這對於京師大學堂專業的設置很有影響。見孫家鼐《管理大學堂大臣孫家鼐片》（光緒二十四年八月初四日），《戊戌變法檔案史料》，第309頁。