对于蒋梦麟谦逊的姿态，北大教授们自然感到满意，于是评议会顺利通过蒋梦麟担任总务长代行校长职权。此后，蔡元培离开学校，蒋梦麟就顺理成章地代理校长了。

当然，蒋梦麟的治事功夫和办事手腕也是不可否认的，在他的治理下，一切均措置得宜，北大各方面的秩序很快获得了恢复，各方面均有宁息之象。教育部那些原先总与蔡元培为难的人，无不降心相从；先前对北大攻击不遗余力的安福系也因蒋梦麟的到来停止了。北大因蒋梦麟的到来也免去了被解散的危险。

为民族复兴留种子

中日战争爆发后，中国的教育机关受到严重的破坏。平津沦陷以后，许多教员和学生知道在侵略者的刺刀下绝无精神自由的希望，纷纷追随他们的学校向南或其他地方转移。鉴于这种状况，国民政府下令北京大学与清华大学、南开大学南迁长沙，共同组成国立长沙临时大学。

设在长沙的临时联合大学由北京大学、清华大学和南开大学三校组成，蒋梦麟与清华大学校长梅贻琦、南开大学校长张伯苓为筹委会常务委员，杨振声为秘书主任，负责办理校址勘定、科系设置、师资招聘、学生接收以及新设备之置设等工作。

在平时主持一个大学都相当难，而在战时主持联合大学更难，尤其是三个个性不同、历史各异的大学共同生活，且三校各有思想不同的教授们，各人有各人的意见。在这种情况下，蒋梦麟一面为战局担忧，一面又为战区里或沦陷区里的亲戚朋友担心，他的身体就有点支持不住了。“头痛”不过是一种比喻的说法，不过胃病的确使他的精神和体力受到很大的影响。胃病发作时，他仍旧打起精神与梅贻琦共同担负起责任，靠许多同仁的共同努力，和衷共济，他们才让这条由混杂水手操纵的危舟度过了惊涛骇浪。

南京沦陷后，日本军队溯江占领了南昌，长沙随之成为日军飞机的轰炸目标之一。从办学条件看，长沙也不是理想之处，于是蒋梦麟飞到武汉想办法。经蒋介石同意，国立长沙临时大学前往昆明，改称“国立西南联合大学”，简称“西南联大”或“联大”。

以学校历史与校长资历论，蒋梦麟应该居于联大的领导地位，但他为了三校的团结与整个中华民族的教育事业，坚决主张不设校长，实行常务委员制，由三校校长蒋梦麟、梅贻琦、张伯苓及秘书主任杨振声组成，共同主持校务。大政方针实行合议制，推梅贻琦为主席，主持学校一切日常行政事务。原定三校校长轮流担任常委会主席，实际常驻昆明掌理校务的仅梅贻琦一人，并一直担任常委会主席。他们三人之间的友谊与团结是西南联大能在困难时期支持下来的根本因素。南开大学校长张伯苓对蒋梦麟说，“我的表你带着”。这是天津俗语“你作我的代表”的意思。蒋梦麟对梅贻琦说，“联大事务还要月涵先生多负责”。因三位校长中以梅贻琦年纪较轻，蒋梦麟常说：“在联大我不管就是管。”这是实话，由此也奠定了三校八年合作的基础。

魂断黄昏恋

蒋梦麟在晚年时迎来了他的最后一次婚姻，这次的妻子是徐贤乐。蒋梦麟对于徐贤乐可以说是一见钟情，而在一开始时，徐贤乐觉得蒋梦麟年纪太大，恐怕性格不合。但蒋梦麟托由媒人向她致意，表达自己意思：他觉得徐女士的家庭身世很好，而且品貌双全，一切太理想了。蒋在写给徐的第一封情书里面就有：“在我见过的一些女士中，你是最使我心动的人……”不久两人就论及婚嫁。