1909年6月，報考首批庚款留美生，在630名考生中以第六名的成績被錄取，成為首批赴美留學生47人中的一名。
1914年，畢業于伍斯特理工學院電機系，獲電機工程學士學位，并入選SigmaXi榮譽會員。
1931年10月，出任國立清華大學校長，到職后多次闡述“師資為大學第一要素”等辦學至理，并積極延聘國內國際著名學者來校執教。
1943年，與潘光旦代筆的《工業化的前途與人才問題》中，指出真正工業的組織人才，對于心理學、社會學、倫理學，以至于一切的人文科學、文化背景，都應該有充分的了解。
1955年，開始用清華基金會利息籌辦“清華原子科學研究所”，也就是臺灣清華大學的前身，因為一手奠定了臺灣的清華基礎，被稱之為“兩岸清華校長”。
1958年7月，任臺灣當局“教育部部長”，兼臺灣清華大學校長。嗣兼任“國家長期發展科學委員會”副主任委員，興建核科學館、放射性同位素實驗室。
1962年，病逝于臺大醫院。
梅貽琦在長達47年的教育實踐中，逐漸形成了許多極有參考價值的教育思想和教育觀念，并以此指導其從事于教育工作，取得了舉世公認的豐碩成果，這些經驗和思想是值得我們后人加以吸收、總結、研究和珍藏的，是一筆寶貴的精神財富應該加以繼承和借鑒。同時，他的令人稱道的人格魅力與品德氣質以及個人修養，都反映出近代中西兩種異質文化之間在人格方面有機、完美、和諧的融合與統一。
梅貽琦認為：所謂大學者，非謂有大樓之謂也，有大師之謂也。
梅貽琦首先提出了“通才教育”這一核心觀念。這種“通才教育”并非西方“Liberal Education”的簡單搬移，而是一種以中國古代儒家“大學”教育思想為基礎，博采近代中外大學教育思想的精粹融合而成的具有獨立性的思想體系。梅貽琦認為，大學階段的直接培養目標應該是“通才”，不應該也不可能負擔起直接為社會各行各業培養“專才”的任務。這種任務應該由其他教育機構來承擔。而大學應著眼于為學生們通向高深而做基本訓練。
陳岱蓀：梅貽琦一直是清華的教授，從感情上和對教育的基本觀點上說，他和廣大教師們是一致的。他平易近人，作風民主，學校大事率多征求教師意見，這也和的謙遜的性格有關。……保留清華這塊凈土這是他和全體教師的共同愿望。
陳寅恪：假使一個政府的法令，可以和梅先生說話那樣謹嚴，那樣少，那個政府就是最理想的。
張靜愚：凡是和梅校長接觸過的人，都知道他是一個沉默寡言的人，無論在任何時間任何地方，他都不肯輕易發言，甚至與友好或知己相處，也是慎于發言。但當某種場合，勢非有他發言不可，則又能款款而談，暢達己意，而且言中有物，風趣橫生。
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