916年6月，因搞复辟倒退而留千古骂名，皇帝没当成反而陷入四面楚歌的袁世凯一命归西，黎元洪继任大总统，国内政治形势发生了大的改观。
此时，蔡元培的旧友范源濂、袁希涛分别出任了北京政府的教育总长和次长，范源濂上任之初，便对外表示：要“切实实行（民国）元年所发表的教育方针”。
远在异国他乡的蔡元培等人听到了这些消息，高兴得奔走相告。
也就在这个时候，蔡元培收到教育总长范源濂的电报：”国事渐平，教育宜急。现以首都最高学府，尤赖大贤主宰，师表群论。海内人士，咸深景仰。用特专电敦请我公担任北京大学校长一席，务祈鉴允，早日归国，以慰瞻望。”
原来，一段时间以来，浙籍人士陈介石、马叙伦等人就一直呼吁，请蔡元培担任北京大学校长。这也正是教育总长范源濂心中所想，主管北京大学的专门教育司司长沈步洲也极力促成此事。但是，北京大学校长一职地位显赫，任命权在国家元首，范源濂遂请示大总统黎元洪。
为了取得黎元洪的同意，范源濂可是动了一番脑筋，准备了一大堆说词；实在不行，他甚至想拿辞职相挟。
谁知，见到黎元洪后，没等他说话，就听黎说：“范总长，我知道您这么急找我是为的什么事？”
没等范源濂开口，黎元洪摆了摆手说：“是请我们的翰林大人蔡孑民当北大校长吧？”说着，拿出一张盖好大印的任命交给范源濂，“范总长，副署后就可以发表了。”
一直到从总统府走出来，范源濂，好像都没搞明白怎么回事。只是有些后悔，没能当面谢谢总统。于是，便有了他发给蔡元培的电报。
蔡元培其实对黎元洪没有太多的好感。
1911年11月28日，蔡元培应陈其美之邀从德国返回沪。回国后没几天，12月2日南京光复后，同盟会与各省在上海的代表酝酿推举革命军的大元帅，筹组革命临时政府。蔡元培是同盟会元老，自然参与其中，并积极协调各方意见。黎元洪当时是大元帅的人选之一。
在确定人选的时候，一些同盟会代表告诉蔡元培，黎元洪本人实际上是被士兵们逼迫参与首义的，而且私下还与袁世凯的北洋势力有牵连，认为黎当大元帅不妥。有人还给蔡元培绘声绘色的讲了“床下督军”的传闻。蔡元培信还是没信，不得而知，反正在筹备大会上，蔡元培提名黄兴做大元帅，各省代表一致表示赞同。
会议上，率直的章太炎当场站了起来，说黎元洪无论如何也是参与了革命首义的有功之臣，影响重大，不可辜负。大家遂举黎元洪为副元帅。
而后来因为武昌方面的反对和首义地位之重要，最后还是黎元洪当了大元帅。
蔡元培对黎元洪印象很一般，但黎元洪对蔡元培的印象却特别好。他就任大总统，特别想改变党同伐异、军人干政的风气，曾想任命蔡元培为浙江省长。而浙江的乡绅们，也有意推举蔡元培为浙江督军。因此事牵扯问题过于复杂，黎元洪的这个想法没能实现。
1916年7月12日，黎元洪任命范源廉主管民国的教育部。这时，社会舆论纷纷呼吁整顿北京大学，黎元洪首先想到了蔡元培。
蔡元培在任教育总长期间，主持制定了中国第一个西方化的新学制“壬子癸丑学制”，以及将京师大学堂改为北京大学等惊世之举，给黎元洪留下的印象很深，蔡元培当教育总长的赞扬之声，他不会听不到。
1916年12月22日，蔡元培携眷应召于大风雪中回到北京。大总统黎元洪接见了蔡元培。随后，北京政府教育部奉大总统令，于12月26日正式任命蔡元培为北京大学校长。
蔡元培走马上任后，面临着教育经费的困难。黎元洪闻知后，先从自己做起，压缩总统府预算、自减薪水，由袁世凯规定的每年192万元减为每年57万元，挤出资金扶植教育。
在接见蔡元培时，黎元洪曾与蔡讨论女子参政问题。
黎元洪说，有人以妇女程度不够为由反对。蔡元培则反驳这种说法，他认为应该只问妇女参政该不该，不能问她们程度够不够，纵然不够，也可用教育补足，不能剥夺其权利。