除了興辦學校教育，嚴範孫還積極倡導並推動天津的社會教育。光緒三十一年（1905年），他在城隍廟開辦教育品陳列室，展出日本圖書、教具，任人觀覽，以啟民智。1907年，又與人合辦《醒俗畫報》，為移風易俗而鼓呼。同時，還鼓吹婦嬰保健事業，設“水閣女醫院”、“範孫兒童醫院”等醫療機構。興辦平民教育，開設“貧民義塾”，讚助林墨青籌辦廣智館，並提倡舊劇的改革，親自指導，在自己家裏演出新劇《箴膏起廢》，成為天津最早上演的新式話劇。嚴範孫還與天津、北京戲劇界人士多有往還，討論戲劇改革，不遺餘力支持南開中學的新劇演出。
是年12月，清政府成立學部，作為統轄全國教育的正式行政機關。榮慶為學部尚書，熙瑛為左侍郎，嚴範孫為右侍郎，均為政務官。全麵負責厘定全國教育規程。範孫到任伊始，便參與起草奏折，請頒“教育宗旨”，提出“全國之人，無人不學”的“普及教育”理念，以“尚公”、“尚武”、“尚實”為宗旨，以道德教育、軍事教育、國民教育、實用教育等為內容。他參照自己在直隸時的經驗，將勸學所推向全國，並公布了《教育會章程》，使教育會成為各省、府、廳、州、縣教育行政的襄助機關。
自宣統帝之父載灃以攝政王監國以後，滿洲親貴乘勢控製權力，滿漢朝臣嚴重對立，範孫在學部也多被掣肘，載灃曾幾次借題發揮，令其難堪。1910年初，範孫自感難有作為，便離開學部，回到天津。
民國成立，諸事崇新。蔡元培任教育總長，推行新式教育。範孫甚受鼓舞，對蔡氏提出的以道德主義、軍國民主義、實利主義等為內容的教育宗旨深表讚同。
嚴範孫積極籌劃並實施教育體製變革，南開中學自1913年建立校董製。範孫與盧木齋、王少泉任校董。而創辦現代意義上的大學，是一個國家教育現代化的標誌之一。嚴範孫、張伯苓很早就打算創辦大學，1916年，在南開中學內成立專門部和高等師範班，就是為辦大學創造條件。嚴、張還曾考察美國的私立大學。張伯苓先行，於1917年8月去美國，入哥倫比亞大學師範學院研究教育。第二年秋，範孫也到達美國紐約。張伯苓每天上完課，晚上去嚴下榻處給他講教育學。有時他也去大學聽課，更多時間則用於考察美國的教育，訪問了芝加哥大學、哥倫比亞人學、康奈爾大學、舊金山大學等高等學府，詳細了解其辦學體製、行政管理、經費來源、教育方法及圖書設備情況，對美國大學教育有了較為深入的了解。嚴範孫還從他們當中物色了南開大學的教師。1918年12月嚴、張回到天津，立即著手籌備成立南開大學。
春節剛過，範孫便不顧年老多病，偕張伯苓到北京，拜會教育總長傅增湘，討論南開大學立案之事。同時，為籌集經費，範孫本人慷慨解囊，為南開大學捐款、捐地、捐贈圖書。1919年，他捐贈大學購書款2千美元，又捐贈中文書籍30餘種數百冊，1922年，捐地5畝1分8厘，折洋18，130元，1924年又以《二十四史》、《九通》等數十種古籍，捐贈南開大學圖書館。
範孫不僅以其財力、物力給予南開大力支持，更重要的是其辦學思想對南開大學校風之形成影響甚巨。南開從一開始就注重借鑒國外先進經驗和理念，強調德、智、體、美四育並進，特別注重人格修養和校風建設，均與範孫的教育主張有密切關係。可以說，範孫先生是南開大學的靈魂。
1922年，範孫曾打算與梁啟超在南開大學成立東方文化研究院。梁啟超自上年秋在南開講授《中國曆史研究法》，受到天津學界的熱烈歡迎。範孫親臨講堂，移樽就教。當梁啟超提出成立東方文化研究院時，立即得到範孫和南開大學的支持和響應。1922年下半年，嚴、張多次與梁啟超磋商。但最後因經費未能落實助，東方文化研究院成立計劃終致夭折。
在辦學過程中，範孫特別關心學校校風和學生品德的培養，經常到學校了解學生學習情況，發現並獎勵優秀學生。後來成為國家棟梁的周恩來考入南開中學後，以品行優良才能卓越，很快便得到範孫的格外賞識。1914年9月29日，周恩來到嚴宅，請範孫題寫《敬業》雜誌封麵，馬上得到應允。1916年5月間，學校舉行全校性作文比賽，各班紛紛推舉本班作文好手一爭高低，在校學生已近千人，共有260餘人參賽，卷上姓名采用密封方式，由教師集體評閱。範孫親自參加，審慎評選。結果從40份優秀作文中，選定周恩來為全校第1名。周恩來所在的丁二班榮獲集體第1名。範孫親自書寫“含咀英華”獎旗，頒發給丁2班。以資鼓勵。