饒毓泰是南開大學理學院奠基人之一，早年留學美國，1922年獲博士學位，回國後到南開創辦物理係。饒先生上課與眾不同，除了講課，還喜歡向學生提問或鼓勵學生發問，使得課堂氣氛十分活躍。一次，當他講到分子運動的速度時，一名女生舉手問道：“為什麼煙囪冒出來的煙是那麼慢呢？”饒先生首先稱讚她的勇敢，說：“問得好！”然後再加以講解。有時他闡述理論，請學生舉出實例來。無論學生舉的例子是否正確，他總給予熱情鼓勵。上饒先生的課，學生們會在輕鬆、愉快的氣氛中學到許多深奧的物理知識。
饒毓泰非常重視將世界物理研究的新成果及時介紹給學生。他在學生會組織的學術報告會上，作了《愛因斯坦相對論之原理》的演講，引起學生們的強烈反響。愛因斯坦這一問世不久的新理論，更加激發了吳大猷的學習熱情。
如吳大猷所說，進入南開中學，是決定他一生前途的第一個機遇。那麼，進入南開大學，特別是師從饒毓泰，可說是決定他一生前途的第二個機遇。
當時的物理學著作大多是德文版。吳大猷在中學已學過德文，上大學仍選修德文。從三年級開始，他將一本已有英譯本的德文物理學名著邊讀邊譯成中文，然後再對照其英譯本檢驗自己理解得是否正確，既提高了德文水平，又學到了專業知識。吳大猷讀書還有一個方法，他自稱是個“笨法”：每讀一本經典著作，不僅要寫內容摘要，還在理解了的基礎上作“注”。經過動筆，他感覺理解更清楚，印象更深刻了。
三年級時，吳大猷同四年級的幾位同學共同組織了一個讀書會。每人各選一本書研讀，然後輪流作讀書報告。那幾位高年級學生選的都是古典物理學讀物，有的讀統計力學，有的讀電動力學，惟有吳大猷選了最新的相對論。
吳大猷在大學4年中學習成績優秀，並獲得這所私立學校十分難得的獎學金。他對科學的感悟和對科學精神的追求，受到恩師饒毓泰的器重。1929年他畢業後留校任教，講授近代物理和力學等課程。饒毓泰去德國研修後，仍以吳大猷先生的進修為念，遂與清華大學葉企孫教授聯合推薦，使他獲得中華教育文化基金董事會資助，1931年赴美國密歇根大學深造。
與陳省身同窗
陳省身與吳大任是數學係同學，入學時隻有15歲。他由四年製中學畢業，連跳兩級，以同等學力考入南開。他和吳大任同是數學係的尖子，兩人成了莫逆之交。當時的理學院，學生人數不是很多，因此陳省身很快就和吳家兄弟熟悉起來。他同吳大猷雖不同係也不同級，但有些課程，如數學和德文是在一個班上的；而且兩人都是理科學會的委員，所以也成了好朋友。以陳省身、吳大猷為中心，在理科院形成了一個十分友好、快樂的集體，吳大任自然也在其中。
1928年，南大物理實驗課的一位教師辭職，人手不夠，校方聘三年級高才生吳大猷擔任理學院一年級物理實驗助教。他的社會活動很多，一連兩屆被選為理學院學生會委員。與他同時擔任委員的還有陳省身。
作為學生會委員，吳大猷、陳省身等人經常組織學術活動，請校內教授作學術講座，有時還請校外專家學者來作報告。有一次還請到了著名橋梁專家茅以升。事前，數學教授薑立夫就告訴學生們，茅先生能背圓周率的值到100多位。所以，當茅先生作完報告後，學生們就請他背圓周率的值。茅先生欣然答應，立刻往黑板上寫。他每寫幾位數，就把頭微微擺動兩下，接著又往下寫，寫了滿滿一黑板。他說，這已經有100多位了。大家既吃驚又高興，情不自禁地向茅先生報以熱烈的掌聲。學生們以為茅先生一定是把數字編成了歌，不然怎能記得住呢？
吳大猷的功課好，脾氣好，人緣更好，端端正正的臉上總是掛著笑容。同學們最愛同他開玩笑，給他起綽號，他也依然報以憨厚的微笑。他還未畢業就當上助教，但同學們根本沒把他當做老師，仍直呼他的綽號。
同學之間的嬉笑打鬧，就像不同的佐料，令他們的大學生活更加有滋有味。在一次理科師生的同樂會上，幾個女生編了一個節目，把老師和同學的名字編成了諧音。例如：薑立夫人（薑立夫）、饒毓太太（饒毓泰）、吳大人（吳大任），而最令人捧腹的是“陳嬸嬸”（陳省身）！
心裏充滿陽光
吳大猷大學四年級時，在1928年冬天的理學院師生同樂會上，他第一次同物理係一年級女生阮冠世相識。這位長著一雙明亮大眼睛、臉色略顯蒼白、亭亭玉立的少女，令他一見傾心。以後通過幾次交往，吳大猷感到阮冠世不但容貌嬌好，而且意誌堅強，雖然體弱多病，但求學心切。
後來，吳大猷給一年級上物理實驗課，成了阮冠世的老師，有了更多機會見到自己心愛的姑娘。一天他寫了個條子約她相會，她赴約了……這就開始了吳、阮之戀的序幕。