一九三〇年初，羅家倫在興建生物館、學生宿舍和氣象台的基礎上，又公開招標擴建圖書館。他說：“我對大學建築計劃的基本觀念是：圖書館實驗室一定要造得堅固，造得講究，使人進去工作時覺得舒服。體育館一定也要設備完好……體育場一定要寬大，要多分幾處。至於宿舍，則一定要樸素，乃至於不甚舒適。必須如此，學生才不願意老躲在宿舍裏‘高臥隆中’，而樂意上圖書館、實驗室、體育館和操場，發揚青年們蓬蓬勃勃，努力上進的精神。這才是我心目中大學應有的氣象。”
除了把圖書館造得講究、舒適以外，羅家倫還提出兩個原則：一是要為將來發展留下餘地，二是要有一個“偉大的閱覽室”。關於前者，他說我們要接受芝加哥大學圖書館的教訓，該圖書館建成後，沒幾年就麵臨書庫爆滿的困擾，以至不得不另謀出路。為此，他不同意當初要在原圖書館背後加蓋一個建築物，使之形成工字形結構的方案，而是主張把書庫建在北麵，“使他有很大的地麵可以不斷的推進”。幾十年後，清華圖書館在原來基礎上再次擴建，應該感謝羅家倫當年的遠見卓識。至於後者，他富於激情地說：“大閱覽室是最可以使人興奮，最能刺激人好學興趣的場所。所以這次在西麵所建的大閱覽室中，預計可設一千個座位，而且每一個或兩個座位上都安置台燈。諸位想想，將來有人一踏進這個閱覽室，看見一千個青年學子各個都在座位上，麵對著綠色的台燈，靜靜地埋頭用功研究——這是何等可以使人感動的氣象！”此外，羅家倫還在圖書館的一層增添了許多研究室，供教授們使用，這也是他尊重知識，鼓勵研究的具體表現。
為了搞好這次擴建工程，羅家倫還親自勘測地形、繪製草圖、參加設計。如今，人們都說擴建的設計者是楊廷寶先生。楊是清華校友，與梁思成有“南楊北梁”之譽。但他隻是羅家倫計劃的執行者。也就是說，如果沒有羅家倫，就不會有曹禺、楊絳、資中筠等人津津樂道的清華圖書館。
羅家倫對清華大學的貢獻是多方麵的。台灣學者蘇雲峰在《抗戰前的清華大學》中說：“人皆以為梅貽琦是清華大學的功臣，而不知道羅家倫的奮鬥成果，實為梅氏鋪下一條康莊大道。”梅貽琦認為，在大學裏大師比大樓更重要。但我覺得，由於大學與中學的最大區別，就在於它不再提供保姆式教育，而是要引導學生發揮自己的力量，去尋求係統的知識、人生的目標和生命的意義。從這個角度來看，圖書館顯然要比大樓和大師更重要。