国立西北工学院由北洋工学院与北平大学工学院、东北大学工学院和私立焦作工学院合组而成，学院设在陕西固县古路坝，初设土木、电机、化工、纺织、机械、矿冶、水利、航空八个系，后又增设工业管理系。李书田为西北工学院主要负责人。他用北洋的标准要求并考核合作院校师生，导致1939年初李本人被逐、北洋与其他院校学生之间发生对峙殴斗事件。李率北洋学生徒步离陕进入四川广元，强烈要求复校。此时北洋历年来培养的工程人才到抗战时正当盛年，有力支撑着工程实业部门。交通部长曾养甫主持修建滇缅公路、铺设飞机场，供美军B29大型轰炸机空袭日本本土；校友林继墉组织上海千余家工厂西迁等战略性业绩，只是众多北洋校友的代表而已。1941年秋中国工程师学会及各专门工程学会在贵阳举办的联合年会，实际上成了北洋校友大聚会，他们强烈要求复校，呼吁在恢复国立北洋工学院的同时，筹设私立北洋工学院，由全国北洋校友共同筹办。在此压力下，陈立夫这位战时教育部长既要顾及全局，又需对各位同学校友有所交代，于是出台了一项非常举措。在陈立夫的家乡——浙江省有一省立英士大学（位于南部的泰顺县）。1943年3月，将其升格为为国立，并把工学院独立划出，名曰国立北洋工学院，任陈荩民为代理院长，自主招生，史称“泰顺北洋工学院”。最近在广东中山一个叫刘昭铠的，收集到一个民国时期铸造的“北洋工学院”校印，用纯铜铸造，呈紫红色，重
泰顺北洋校内除了一些原毕业于北洋的教授外，严格说，与津门老校并无很深的渊源。与之相呼应，李书田于1944年春在西安筹建了北洋工学院西京分院，该校由天津西迁的部分师生组成，下设土木工程、水利工程两系，并以北洋治学精神主持西京分院，分院学生刻苦攻读，奋发读书蔚然成风。
抗战胜利前夕，接任教育部长的朱家骅忽令泰顺北洋工学院归并英士大学、北洋工学西京分院归并西北工学院，两校闻讯遂同起护校。不久，复员回津，陕、浙两处汇集西沽校园，南京政府破例同意恢复北洋大学校名。此乃北洋之三起也。
1945年8月，抗战胜利，天津收复。
此后，泰顺北洋工学院、北洋工学院西京分院、西北工学院和北平部（理学院院长陈荩民接受“北平临大第五分班”，建立北洋大学北平部）四校师生先后返津参加复校。复校后的北洋人认识到：有工（科）无理（科）没有基础，有理无工没有实践，只有理工结合才能协调发展，于是规划出理工结合综合发展的蓝图，增设了理学院。接着，又试图恢复法学院，却被教育部制止，教育部主张：“该校应专重工科，俾与交通大学成为南北两最高学府，亦即重视该两校之传统。”
1949年1月，天津解放，4月，北洋大学在原校址正式开学复课。1949年11月起，北洋大学隶属中央教育部直接领导。此后，北洋大学师生积极配合新中国的高等教育改造，进行了增强教师阵容、课程改革、管理体制改革等一系列改革，初步完成了学校的新民主主义改造。改造后的北洋大学实行校、院、系三级管理，学校设立理学院、工学院，共设有物理、数学、冶金、土木、水利、采矿、机械、化工、航空、纺织、建筑工程、地质工程等12个学系，学系下设水利实验室等14个实验室，还设有机械实习工厂与纺织实习工厂。同时，北洋大学的科学研究和培养研究生工作，在改造后也取得了充足的发展，设有冶金、土木、采矿、水利、化工等5个工程研究所，成为当时我国培养研究生的重要基地。
1951年，高教部令北洋大学和河北工学院合并，两校为校名争执不下，北洋坚持本校名，而河北工学院主张启用新校名。最后在刘锡瑛竭力劝说下，北洋放弃校名，天津大学成为合并后的新校名。这次合并，实际成为北洋大学的“三落”——也许是最后一落，即这颗高校名星的永远的陨落？因为按照中国的哲学思想，“事不过三”啊！当然，希望她是“九足之虫，死而不僵”，在某一天苏醒过来，不致成为最终的陨落。
次年全国院系调整，南开大学工学院，津沽大学工学院，清华大学、北京大学、燕京大学、唐山铁道学院的化学工程系，北京铁道学院的建筑工程系等院系并入天津大学；天津大学理学院、数学系、物理系并入南开大学。航空系调入北京航空学院。此后，从天津大学调出的科系还有：抽调地质组组建北京地质学院（今中国地质大学）；抽调冶金系、采矿系金属矿组组建北京钢铁学院（今北京科技大学）；抽调采矿系采石油组并入清华大学；抽调采矿系采煤组并入北京矿业学院（今中国矿业大学）；抽调电信系至北京邮电学院（今北京邮电大学）；抽调水利系农田水利及土壤改良专业至武汉水利学院（现已并入武汉大学）；抽调土木工程系测量专业至武汉测绘学院（现已并入武汉大学）；矿冶工程系调唐山成立河北矿冶学院；纺织工程系调出成立河北纺织工学院（今天津工业大学）；化学工程系造纸专业调往天津轻工业学院（今天津科技大学）。1958年又从天津大学抽调力量重新组建河北工学院（今河北工业大学）。
北洋大学和河北工学院从合并到再次分家，其间不过5年多的时间，看不出有多大必要，其成果无非是摘掉了“北洋”的牌子。现在又有人提出建议，把河北工大与天大合并起来，把北辰校区作为本科生基础课培养基地，红桥和卫津路校区作为高年级和研究生校区，根本性地提升天大乃至天津高校在全国的地位，但是受行政隶属关系的制约，目前还看不出端倪。但毕竟两校有过一段“亲密融合”，有关方面应该顺应历史多做有利于老北洋大学发展的好事。应该说，建国后北洋大学迎来了人民当家作主的好时代，本应获得新生和空前的繁荣，在中国高教界继续充当先锋，可是，八国联军没有把她打垮，日本侵略者没有把她打垮，国民党反动政府没有把她挤垮，是我们自己人，仅仅通过一次院校合并，就轻而易举地把她的面貌彻底改造了。当然作为北洋大学的继承者天津大学在建国后的纵向发展有目共睹，但是一从横向比较，就不难发现，天津大学已没了昔日的王者风范。
经过全国规模的院系大调整，一方面，天津大学吸收了并入院系的某些专业优势；另一方面，从天津大学调出的科、系历史悠久、优势突出，也把北洋大学的优良传统带到了祖国各地。
调整后，天津大学迁入南开区七里台新校址，其原在天津西沽的校舍，拨与天津市人民政府。学校下设机械工程系、电力工程系、电信工程系、土木建筑工程系、化学工程系、纺织工程系、水利工程系7个工科系，20个专业和13个专修科，另设化工研究所和石油工业学校。此后，经过几年的调整、发展，天津大学已逐步形成为多科性工业大学格局，并在此基础上阔步前进，将学校建成了全国规模最大的多科性工业大学之一；1955年天津大学重新招收研究生，着力高层次人才的培养，形成了完整的研究生培养体系，成为我国重要的高层次工程技术人才培养基地。