但是，新文化運動的戰士們沒有退縮。林紓的謬說一出籠，立即遭到北大新派教授和進步輿論的猛烈回擊。蔡元培也竭誠保護被攻擊的新派人物，他慨然表示：“北京大學一切的事都在我蔡元培身上，與陳（獨秀）、胡（適）等毫不相幹。”他在公開答複林紓的信中，就林紓攻擊北大“覆孔孟、鏟倫常”和“盡廢古書，引用土語為文字”兩說，分別作了駁斥。他的反駁雖然還是比較溫和的，但以蔡元培的社會地位和影響，對林紓作這樣義正詞嚴的公開答複，這對新派無疑是一個很大的鼓舞和支持。蔡元培還對屢屢造謠、毀壞校譽而又不肯悔改的張厚載給予除名處理。
蔡元培對學生參加政治活動是不很讚成的。他曾說我對於學生運動，素有一種成見，以為學生在學校裏麵，應以求學為最大目的，不應有何等政治的組織。其有年在二十歲以上，對於政治有特殊興趣者，可以個人資格參加政治團體，不必牽涉學校。但在五四運動中，麵對嚴重的民族危機，他對學生的愛國舉動給予了很大的同情和支持。5月3日，當他獲悉北京政府已決定要在喪權辱國的和約上簽字，震驚之餘，即把挽救民族危亡的希望寄托在青年學生身上。他立即把這一消息告訴了北大學生代表，並召集教職員會議，商討挽救良策。當五四學生舉行愛國遊行，32名學生被捕後，蔡元培參加了北大學生當晚舉行的大會，在講話中同情學生的行動，並保證負責營救被捕的同學。他為營救被捕學生而四處奔走。他多次和北京其他十三所大專院校校長舉行會議，商討營救辦法；連日來，他們奔走於警察廳、教育部和總統府之間；蔡元培到警廳甚至表示願以一人抵罪，要求保釋學生，但都沒有結果。
直至6日晚，反動當局迫於壓力才同意具保釋放學生，這時蔡元培慨然以身家作保，使被捕學生於7日勝利返校。而反動當局仍繼續壓迫北大，策劃撤換校長。蔡元培同情學生，憎惡軍閥政府，但又深恐因自己累及學校，於是采取辭職出走的消極抵抗辦法。他於9日晨潛行離京前，給北大師生留下了一個離職聲明，表示：“我倦矣！‘殺君馬者道旁兒也’。‘民亦勞止，汔可小休’。我欲小休矣。”蔡元培深受廣大學生愛戴，這次他又因同情學生為軍閥政府忌恨而出走，於是“挽蔡”鬥爭就成為這時愛國運動的一項內容。
在廣大人民群眾的堅決鬥爭下，至6月中旬，五四愛國運動開始提出的懲辦曹、章、陸和拒簽和約的兩個具體鬥爭目標得到了實現。在這種情勢下，經北大師生一再勸駕，蔡元培於7月初表示同意放棄辭職，並於9月間回校視事。
1920年4月，蔡元培在《新青年》發表《洪水與猛獸》一文，針對封建勢力視新思潮為“洪水猛獸”的攻擊，反其道而用之，指出：“我以為用洪水來比新思潮，很有幾分相象。他的來勢很勇猛，把舊日的習慣衝破了，總有一部分的人感受苦痛。”“至於猛獸，恰好作軍閥的寫照。”他憤怒地指出：“現在軍閥的要人，都有幾百萬幾千萬的家產，奢侈的了不得，別種好好作工的人，窮的餓死，這不是率獸吃食人的樣子麼？現在天津、北京的軍人，受了要人的指使，亂打愛國的青年，豈不明明是猛獸的派頭麼？”他認為中國現在是處在洪水與猛獸競爭的狀態，他期望猛獸馴伏，洪水疏導暢通，國家安定太平的新局麵早日出現。
在曲折中繼續前進
1923年7月，蔡元培因不滿素有惡行的彭允彝擔任教育總長以及軍閥政府的種種倒行逆施，決計采取不合作主義，再度攜眷旅居比利時和法、英、德等國，以事著述和研究。他雖身居國外，仍密切注視國內政局的變化。1924年1月，國民黨一大在廣州召開，經孫中山提名，蔡元培當選為候補中央監察委員。五卅運動發生後，他在國外著文駁斥帝國主義者對中國人民正義鬥爭的誣蔑，要求帝國主義無條件廢除對中國的不平等條約。1926年2月，蔡元培回到上海。這時他因北方的政局更糟，已無意北上返職，而準備在江浙皖組織力量響應北伐。
在此後的一年間，蔡元培往返於浙江、福建等地，多次發表演說，痛斥軍閥禍國，宣傳和支持北伐戰爭。1927年3月24日，蔡元培由杭州抵達上海。這時國內形勢發生了急劇變化，在右派勢力掀起的所謂清黨反共的險惡氣氛中，在這場革命與反革命的激烈搏鬥中，蔡元培失去了分辨是非的能力。“四一二”反革命政變前後，在蔣介石的策動和反動政客吳稚暉、張靜江、李石曾之流的影響下，蔡元培以國民黨中央監察委員的身份，列名附和清共，站到了擁蔣反共一邊。在這期間，作為清黨發難的所謂國民黨中央監察委員會的幾次會議（到會僅8人，不及全體委員20人的半數），蔡都被推為主席；4月9日公開發表的所謂國民黨中央監察委員會《護黨救國》通電，蔡也列名其間；隨後又參加了蔣介石、馮玉祥的徐州會議。這種政治上的失誤，使他走了一段曲折的道路。這不是偶然的，而是深刻反映了他所代表的民族資產階級在工農覺悟的情勢下表現的動搖性和妥協性。同時也反映了他固有的社會改良主義和中庸思想對他的影響。當然，就蔡元培的一生來說，這還隻是他一時的失誤，曆史既不應為賢者諱，又要給以全麵的評價，何況實際的教訓也使他很快認清了蔣介石的麵目。
南京國民黨政府成立後，蔡元培被任命為教育行政委員會委員。他為了改革中國教育行政製度，主張以法國的教育製度為藍圖，實行大學區製。所謂大學區製，即將全國分為若幹大學區，每區內設立一所國立大學，大學區以內的中小學教育和社會教育，都由大學負責辦理；每一大學區就是一個獨立的教育行政單位。1927年6月，經蔡元培等提議，決定設大學院為最高學術教育行政機關，任命蔡元培為大學院院長。此後，曾在江蘇、浙江和北平等部分地區，先後推行過這種大學區製。蔡元培實行此項計劃的意圖，是要改變教育行政的官僚化狀況，使教育行政與學術相結合。但是，這項改革還隻是簡單仿效外國教育製度，特別是在當時中國的專製政治、派係林立的情況下，這項計劃是不可能行得通的。大學區製在上述地區試驗的兩年時間，受到了各方的掣肘和反對，最後以失敗結束。
蔡元培雖然走過一段彎路，但嚴酷的現實很快使他驚醒。他不滿國民黨當局血腥屠殺共產黨人、排斥異己的做法，出力營救過楊開慧、胡也頻和牛蘭夫婦等人。1931年“九·一八”事變發生後，他對國民黨當局對外妥協、對內專製的政策有了一定的認識，深為國家的命運擔憂。他在這時曾出任國民黨中央特種教育委員會委員長，負責辦理各地學生抗日請願事宜；他雖身受請願學生的衝擊，仍表示：“對於學生救國之軌內行動，純潔熱情，仍願政府與社會加以愛護。”後來他在給魯迅的兩首贈詩中寫道養兵千日知何用，大敵當前喑不聲。汝輩尚容說威信，十重顏甲對蒼生。幾多恩怨爭牛李，有數人才走越胡。顧犬補牢猶未晚，祇今誰是藺相如。深深地表達了他的憤懣與憂慮的心情。
麵對嚴重的白色恐怖，蔡元培終於拍案而起，保障人權。1932年12月17日，蔡元培與宋慶齡等人，在上海組織了中國民權保障同盟，由宋慶齡、蔡元培任正副主席，楊杏佛任總幹事，魯迅、胡愈之、林語堂等為執行委員。同盟成立宣言曆數那抑製輿論與非法逮捕殺戮之黑暗，指出“中國民眾以革命之大犧牲所要求之民權，至今尚未實現，實為最可痛心之事”。蔡元培在會上鄭重提出：要“超越國家黨派的關係”，實現“對於普遍人權的保障”。同盟成立後，為營救政治犯，反對國民黨當局的暴虐行為，做了許多工作。如牛蘭夫婦、許德珩、陳獨秀、侯外廬、馬哲民、丁玲、潘梓年、羅登賢、廖承誌、陳賡等先後被捕後，都得到過同盟的出力營救和辯護。
1933年3月14日，蔡元培以極大勇氣同陶行知、李公樸、陳望道等100餘人在上海發起馬克思逝世五十周年紀念會。發起的啟事高度評價了馬克思的偉大貢獻。當日，蔡元培作了題為《科學的社會主義概論》的公開講演。這種異乎尋常的舉動，雖然是基於“純正研究學術之立場”，但在言者獲罪的文化專製主義下，無異是一重磅炸彈。
民權保障同盟伸張正義的活動，使國民黨當局極為惱怒，造謠誣蔑，威脅恫嚇，無所不用其極。他們決定先對楊杏佛下毒手，妄圖借此警告蔡元培、宋慶齡。1933年6月18日，楊杏佛慘遭國民黨特務殺害。蔡元培聞訊悲憤交加。他不顧個人安危，趕赴現場視察，並到醫院審視遺體。他隨即召集會議討論善後事宜，委托律師追究法律責任。這時法西斯分子放出風聲，要在楊氏入殮當天暗殺蔡元培、魯迅等人。蔡元培大義凜然，置個人生死於度外，親自為楊杏佛主持一切喪葬事宜，並在公祭儀式上宣讀他揮淚寫下的祭文。此後，同盟被迫停止活動。但蔡元培並沒有後退。他不顧各種流言和恐嚇信的威脅，仍繼續同宋慶齡等一道為維護民權而奮鬥。
主持中央研究院
南京國民政府時期，蔡元培曾先後擔任國民黨中央政治會議委員、國民政府委員、大學院院長、中央研究院院長、代理司法部長等職。1928年8月，他四上辭呈，以“去誌早決，義無返顧”的態度，辭去除中央研究院以外的本兼各職。不久，又被推舉為監察院院長，他堅不就任。所以，從這時起，他實際是專任中央研究院院長，在極為艱難條件下從事科學事業的領導工作。由於這時他已不願與蔣介石集團為伍，遂舉家遷滬，在中研院上海辦事處統籌院務。
1927年10月間，蔡元培任大學院院長期間，即依據大學院組織條例，主持中央研究院的籌備工作。1928年6月9日，他在上海東亞酒樓召集中央研究院第一次院務會議，宣告了研究院的正式成立。按其組織法規定，中央研究院是“中華民國最高學術研究機關”。其宗旨為：“實行科學研究，並指導、聯絡、獎勵全國研究事業，以謀科學之進步，人類之光明。”院長之下，設行政、研究、評議三大部門。蔡元培聘任楊杏佛為總幹事，主持全院行政事宜，成為蔡創辦和領導研究院的最得力助手。蔡元培後來回憶說我素來寬容而迂緩，楊君精悍而機警，正可以他之長補我之短。這反映了他們之間的親密合作關係。
蔡元培主持中研院的工作，仍實行他在北大所倡導的學術自由、學者治院和人才主義原則。他設立評議會作為全國最高學術評議機關，除院長及各研究所所長為當然評議員外，由院長及國立大學校長組織選舉會，選舉學術界中堅人物30人為聘任評議員。評議會具有決定學術研究之方針、促進國內外學術研究合作互助和推舉院長候選人等職權。由於各種原因，評議會遲至1935年始成立，但這時的評議會確網羅了一批國內著名學者，如陳寅恪、趙元任、陳垣、丁文江、翁文灝、李書華、葉企孫、秉誌、林可勝、胡適、梁思成、李濟、茅以升、胡光騎、張其昀等；當然評議員有丁燮林、李四光、竺可楨、周仁、陶孟和、汪敬熙等，具有較大的權威性。
在蔡元培的主持下，先後建立了十個研究所。這些研究所為：物理研究所，丁燮林任所長；化學研究所，莊長恭任所長；工程研究所，周仁任所長；地質研究所，李四光任所長；天文研究所，俞青鬆任所長；氣象研究所，竺可楨任所長；曆史語言研究所，傅斯年任所長；心理研究所，汪敬熙任所長；社會科學研究所，陶孟和任所長；動植物研究所，王家楫任所長。原計劃設立的國文學、考古學和教育三個研究所，終因經費等原因而未能實現，考古學僅在曆史語言研究所內設組。由於蔡元培重視人才，仍本其兼容並包思想，使各個研究所集中了一批優秀人才。至1931年初，研究院有專任、兼任、特約和名譽研究員270人，助理研究員120人，初步形成了一支包括自然科學和社會科學各種學科的有成就的專家學者在內的研究隊伍。
在當時政治昏暗、社會動蕩的情勢下，科學事業的發展步履艱難，困難重重。僅經費短缺一項，就極大地掣肘了科學研究的開展。蔡元培曾說本院經費異常支絀。以經常費數目而論，用之辦理一二研究所，尚嫌不足，現本院已成立之研究所處館等計有十一處之多，雖平均盡量從事節省，而欲求計劃之實現，頗感困難。這反映了當時的實際情況，但由於蔡元培的苦心經營，特別是他的知人善任、雍容大度，使中研院不但集合了一批知名的專家學者，而且也吸引了一些精明幹練、勇於謀事的行政人才，從而使舊中國的科學事業在困境中獲得一定的發展。這是蔡元培對我國科學事業作出的重要貢獻。
翁文灝曾回憶說蔡先生主持中央研究院的主要辦法，是挑選純正有為的學者做各研究所的所長，用有科學知識並有領導能力的人做總幹事，延聘科學人才，推進研究工作。他自身則因德望素孚，人心悅服，天然成為全院的中心。不過他隻總持大體不務瑣屑幹涉，所以總幹事、各所長以及幹部人員，均各能行其應有職權，發揮所長。對於學術研究，蔡先生更充分尊重各學者的意見，便其自行發揚，以尋求真理。因此種種，所以中央研究院雖經費並不甚多，卻能於短時期內，得到若幹引起世界學者注目的成績。陳翰笙在回憶他協助蔡元培主持社會科學研究所，開展農村經濟調查，並參加發起組織中國農村經濟研究會等進步活動時，也深情地寫道當時就是蔡先生掩護了我們這些地下革命工作者。在白色恐怖下，如果沒有蔡先生的掩護，我們的工作是無法進行的。蔡元培主持中央研究院前後十三年，直至逝世為止。這些回憶正是這段曆史的生動寫照。
“學界泰鬥，人世楷模”
1937年7月抗日戰爭全麵爆發，這時蔡元培已是衰老病軀，難以參加更多的救亡工作，遂移居香港養病。
蔡元培極力主張抗日救國，團結禦侮。早在1931年日軍在東北製造“萬寶山慘案”時，他在南京國民黨中央黨部的報告會上疾呼：中國應“急起直追，尚有可為，若再因循，就不可救藥了”。1934年當民族危機日亟之際，蔡元培曾在一次宴會上，對時任行政院長兼外交部長的汪精衛曉以民族大義，勸其改變親日立場。他沉痛說道關於中日的事情，我們應該堅定，應該以大無畏的精神抵抗。隻要我們抵抗，我們的後輩也抵抗，中國一定有出路。說著，兩行熱淚簌簌而下，他把滴進湯盤的淚和湯一道喝下。這時，舉座動容，而汪精衛則局促不安。
1936年9月，為促進國共兩黨合作抗日，毛澤東懇切致函蔡元培，深情回憶“五四運動時期北大課堂，舊京集會，湘城講座，數聆先生之崇論宏議”的情景；痛陳了當前麵臨的曠古曠世無與倫比的亡國滅種之危機，表達了共產黨創議抗日統一戰線之主張。他在信中對蔡元培近些年“發表了嶄然不同於一般新舊頑固黨之簇新議論”和“同情抗日救國事業”表示敬意，希望他“百尺竿頭，更進一步，持此大義，起而率先”，“當民族危亡之頃，作狂瀾逆挽之謀”。蔡元培對中國共產黨團結抗日的主張與努力深表同情和讚許。1938年4月，吳玉章由歐洲回國，途經香港得與蔡元培晤談時，“他猶欣欣然以國共能重新合作，共赴國難，為國家民族之大幸”。陳翰笙回憶1939年5月從國外到達香港去看望蔡元培時的情景也寫到：“一見麵，他就雙手緊緊地握著我，很激動地說：‘周恩來了不起！’我當時深受感動。顯然，他這句話指的是西安事變時，周恩來同誌促成國共合作、一致抗日的功績。”這些都表達了這位老人真切愛國、以民族大義為重的拳拳赤子之心。
蔡元培雖息影香港，但仍關心中研院院務，尤以國事為念。1939年7月，他當選國際反侵略運動大會中國分會第二屆名譽主席。12月，他為該會撰寫會歌，一曲《滿江紅》直抒胸臆：
公理昭彰，戰勝強權在今日。概不問，領土大小，軍容贏詘。文化同肩維護任，武裝合組抵抗術。把野心軍閥盡排除，齊努力。
我中華，泱泱國。愛和平，禦強敵。兩年來，博得同情洋溢。獨立寧辭經百戰，眾擎無愧參全責。與友邦共奏凱旋歌，顯成績。蔡元培晚年痛感國難深重，國事多艱，加上生活清苦，營養欠佳，日見衰老。這一年途經香港的劉海粟拜望他時，曾勸他為國珍重：“中國很需要您這樣的老前輩。”蔡元培也動情地說你的好心我謝謝！現在大片國土淪喪，人民流離失所，當權者對救國大業是包而不辦，我老了……憂慮沉痛之心情可見一斑。
1940年3月5日，蔡元培因病在港逝世，終年73歲。
斯人長逝，舉國哀悼。毛澤東在唁電中，以“學界泰鬥，人世楷模”高度評價了蔡元培的道德文章。在延安各界代表舉行的追悼大會上，周恩來的挽聯高度概括了蔡元培的畢生事業：
從排滿到抗日戰爭，先生之誌在民族革命。
從五四到人權同盟，先生之行在民主自由。
這是對蔡元培一生的高度概括和崇高而公允的評價。
（《中共北京黨史人物傳》，中央黨史出版社）