南洋大学堂的前身是建于1896年的南洋公学，即今上海交通大学、西安交通大学前身。1896年创建于上海的南洋公学在1905年划归商部，改名为高等实业学堂；1906年改隶
邮传部，更名为邮传部上海高等实业学堂；1911年，
辛亥革命爆发，学校改名为南洋大学堂；1912年民国成立后，划归交通部管理，遂更名为交通部上海工业专门学校；1921年上海工业专门学校、
交通大学、北平铁道管理学校、北平邮电学校合并成立交通大学。从南洋公学到上海交通大学，始终以振兴中华、造福人类为己任，在跨越三个世纪的风雨历程中谱就了薪火传承、思源致远的历史篇章，也汇成学校文化和精神的宝贵财富，见证了中国近现代高等教育从涓涓细流汇成滔滔大江的历史印迹。
学校改隶
邮传部，校名也随之更改为邮船部高等实业学堂。自始，学校转向工科方向发展。1907年设立了我校第一个工程专科——铁路专科，1908年又增设了全国最早的电机专科，至此，学校已成为高等工科学校。（注：
清代邮传部是清廷主管“路、轮、邮、电”四政的行政结构。）
在
辛亥革命的高潮声中，
唐文治宣布学校改名为南洋大学堂，监督改称校长。此时期学校经费困难，唐文治提出自己减薪一半，师生同心，以维持教学。唐文治还著《人格》一书作为国文教材。此时期
孙中山莅校演讲，全校师生共同致力于兴建
中原地区实业。
学校改隶北京国民政府交通部，更名为交通部上海工业专门学校。并将铁路科改为土木科，电机科改为电气机械科。1918年3月，学校又增设铁路管理科，这是我国设立此科之开端，开创了工管结合的先河，无疑是我国近代高等教育史上的一个创举。
叶恭绰任
北洋政府交通总长时，将交通部所属三所高校（
上海市、
北京市及唐山）统一更名为
交通大学。本校定名为交通大学上海学校，并在全国率先成立董事会，校长亦由董事会选举产生。叶恭绰当选为校长，张铸为沪校主任，
凌鸿勋和
张廷金为副主任。学校在原有电机科外又增设了机械科。
由于政局变动，叶恭绰出走，本校改为
南洋大学。此后校长多次变换，直到1924年底凌鸿勋再次任校长，学校才有了进一步的发展。此时期仍设置电机、机械和铁路管理三科，而土木科已调归唐山学校。学校在此期间又新建成体育馆和调养室，并创办了
中原地区高校最早的工业研究所。
北伐胜利，
北洋政府垮台，
国民政府成立。国民政府交通部接管南洋大学。学校改组为第一交通大学，设立校务委员会。并第一次招收女生，实行男女同校。附中、附小脱离学校，另组
上海市南洋模范中学。
10月，
南京国民政府改组，增设铁道部。学校移归铁道部管辖，将设在
上海市、唐山、
北平市三处的
交通大学各学院合并，统称铁道部交通大学，分上海本部（即我校）、北平铁道管理学院和唐山土木工程学院。校长由铁道部部长
孙科兼任，副校长由
黎照寰兼任。不久，黎又被任命为专职校长。这样就把“部（铁道部）、路（铁路）、校（交大）联成一贯”，形成“部校合作”体系和“建教合作精神”，“校中师生均得安心教读，勤求学业，蔚成良善校风”。
这一时期学校经费充裕，校舍建设和系科建设都得到较快发展，校园面积也扩大到近500亩。期间，我校先后成立了科学学院、管理学院、土木工程学院、机械工程学院、
电机工程学学院和中国文学系、外国文学系，由此形成了以工为重点，理为基础，兼重管理的教学体系。这一时期学校发展迅速，特色明显，成绩显著，影响深远，广大校友称之为
新中国成立前学校发展历史上的“黄金时期”。