戊戌新政还有一项影响深远的举措，为人们津津乐道，那就是京师大学堂的创办。
在康有为、梁启超的推动下，1898年6月11日，清光绪帝下《明定国是诏》，正式宣布变法，诏书中强调：“京师大学堂为各行省之倡，尤应首先举办……以期人才辈出，共济时艰。”7月3日，光绪批准了由梁启超代为起草的《奏拟京师大学堂章程》，这是中国近代高等教育最早的学制纲要。吏部尚书孙家鼐被任命为管理大学堂事务大臣，曾出任多国公使的许景澄和长期担任京师同文馆总教习的美国传教士丁韪良分别出任中学和西学总教习。规定大学堂的办学方针是：“中学为体，西学为用，中西并用，观其会道。”课程分普通学科和专门学科两类。这样，京师大学堂不仅成为全国最高学府，而且是全国最高教育行政机关。
自科举制度和国子监相继取消以后，京师大学堂即成为中国惟一最高学府和最高教育管理机构，也成为科举取士制度的替代品。
孙家鼐，字燮臣，安徽寿州（今寿县）人。咸丰进士，授修撰，从此致仕清廷。光绪四年（1878年），受命与翁同解授读于毓庆宫。后任内阁学士及工、户、兵、吏部侍郎，并历任学政与主考官等，升工部尚书。光绪二十二年（1896年）初，北京强学会被查封后命其管理官书局。光绪二十四年五月（1898年6月），以吏部尚书赏协办大学士。光绪帝颁布《明定国是诏》变法启动后，遂被命为管学大臣、主管京师大学堂的筹建。
孙家鼐为人“简约敛退，闭门齐居”，思想闭塞、抱残守缺。因此，其“当官碌碌”，固能“恪谨奉职”，但却“无所表见”。早在甲午日本肆意启衅时，朝议主战，而孙家鼐却“力言衅不可启”，力求维持现状。战后，在康有为鼓动变法和一些朝臣士大夫亦争言自强之际，他又“独以为是”，对变法图强采取了保留与观望的态度。孙家鼐与康有为素有过从，并承认其“才华甚富”，却又认为康有为“学术不端”，变法主张“诞妄”。尤其对维新派宣传反封建的“民权”、“平等”思想，他认为这是“破三纲等不经之说”，与之势不两立。固然，孙家鼐对创办学堂、倡导“西学”并无抵触，且曾为此而尽其力。但却认为变法应“次第施治，谋定后动”，主张缓变，仍在竭力“巩固皇室，维护专制”。在光绪帝颁诏定国是后，他有向维新倾斜的趋向，然而其在政治上的立足点还依然站在顽固派一边。
筹建京师大学堂之议，原于1896年8月由刑部左侍郎李端棻奏请后，当时管理官书局的孙家鼐即意欲将其附于官书局，并为大学堂制订了“以中学为主，西学为辅；中学为体，西学为用”的宗旨。这比张之洞在《劝学篇》中提出的“旧学为体，新学为用”口号既提前两年多又更为明确。说明在这一问题上，他与洋务派的观点是同出一辙的。因此，在创办京师大学堂之初，一些维新之士和部分官员曾主张请康有为任总教习，而且孙本人亦曾前往“面请”。但随后他又惟恐其管学大权旁落，反而“大怒”于康。其实是反映了他与康在政治观点上的严重分歧。在守旧势力包围中而且经费难筹、中小学堂尚未广泛建起的情况下，创办一所“统辖各直省学堂”的最高学府固非易事。
显然，这一开创之举，由一个尚徘徊于新旧之间而且为官平平的人来承办，势必又增加了不利因素。这种状况的形成，亦是光绪帝还不能完全摆脱旧势力的一种体现。正因为如此，决定创办京师大学堂之后，长时处于筹议之中，进展十分缓慢。至于谕令在各地创办各式学堂，亦由于遇到各方面的阻力而举动寥寥。所以光绪帝颁发的大量兴学育人诏旨，在实际上也多成为具文。