1916年11月26日，陈独秀和汪孟邹乘火车离沪北上，打算筹集资金，合并亚东和群益书店，成立书局，以扩大《新青年》的规模。隔日抵达北京，住前门中西旅馆六十四号。
一天，陈独秀在琉璃厂附近遇到沈尹默（沈君默），喜出望外。1909年，陈独秀在杭州教书时，与沈尹默常来往。这时，沈尹默在北大教书，住在东城什方院。谈到蔡元培近日到北大任校长事，沈尹默力劝陈独秀到北大教书。
北京大学前身是京师大学堂，是中国近代由中央政府举办的第一所国立大学。1898年（光绪二十四年）创立，为戊戌变法的“新政”措施之一。但在顽固派统治下，实际仅办诗、书、易、礼四堂及春秋二堂，性质仍同于旧式书院。1900年八国联军攻占北京，大学堂停办。1902年复校，设预备科（政科、艺科）及速成科（仕学馆、师范馆）。1903年增设仕学馆、译学馆及医学实验馆。1910年发展为经、法、文、格致、农、工、商七科。1912年5月改名为北京大学。
蔡元培是翰林出身，曾任北大译学馆教员，辛亥革命胜利后，1912年1月3日，任临时政府教育部总长，后偕夫人黄振玉赴欧洲留学，一去三年。这期间，严幼陵（复）、马相伯、何锡侯、胡次珊（代理）陆续任北大校长。1916年冬，他在法国接到北洋政府教育部电报，要他任北大校长。到了上海，有人劝蔡元培不要去，说北大腐败极了，进去若不能整顿，反影响自己的声名。也有人说，既知腐败，更应进去整顿。蔡元培最后听了地藏菩萨的话，“我不入地狱谁入地狱”，毅然北上。
陈独秀和蔡元培都是暗杀团成员，有一面之缘。吴越遇难后，陈独秀给蔡元培寄过烈士遗物。和这位前翰林共事，未尝不可试试。沈尹默拿了几本《新青年》杂志，在北京医专校长汤尔和面前推荐陈独秀，说：“如见蔡校长，可引荐陈君。”汤尔和1878年生，杭州人。早年留学日本，参加拒俄运动，后留学德国，获博士学位，任北京医科专门学校校长。汤尔和认识陈独秀，光绪廿八年（1902年）冬，他们在日本一起发起成立了“青年会”。事后，汤尔和对蔡元培说：“文科学长如未定，可请陈仲甫。”
对于陈独秀，蔡元培本来有一种不忘的印象。1904年，蔡元培与刘申叔办《警钟日报》时，听刘说：“有一种在芜湖发行之白话报，发起的若干人，都因困苦及危险而散去了，陈仲甫一个人又支持了好几个月。”听了汤尔和话，蔡元培又翻阅子《新青年》，决意聘陈独秀。1936年10月23日，蔡元培写《我在五四运动时的回忆》说：“我到北大，由医专校长汤尔和君的介绍，便首先聘请了主编《新青年》的陈独秀君任北大文科学长。”
听汤尔和说，陈独秀在北京前门外一旅馆住，蔡元培即去访他。事前，蔡元培写了条子，注明：西河沿，中西旅馆，陈仲甫先生，九点以前。
12月26日上午，陈独秀起床开门，发现蔡元培端坐在门外的凳子上等候，大吃一惊。头天晚上，陈独秀和汪孟邹出门看戏，回来迟了，早上贪睡了一会。想不到这位老翰林上午九时就外面坐等了。蔡元培五十岁，和十几年前比，老多了。但乌黑的分头，精巧的金丝眼镜，浅浅的山羊胡子，除了保留了当年朴实敦厚之外，又增添了学者的睿智。
寒暄了几句，蔡元培表示，自己初到北大，急需一班积学而热心的学者名流到北大，以改造校风，推进学术研究，并希望仲甫任北大文科学长。陈独秀当然乐意到北大来，一则工资高，月薪三百元，现在编刊物，累死累活，才二百元，还没有保证；二则身份也不同，由自由办报人一跃成了名牌大学的文科学长，成了吃皇粮的，何况，校长亲自上门，给足了面子，今后的日子估计不难。唯一担心的是，在上海办《新青年》，两头不好兼顾。蔡元培建议陈独秀把杂志带到北大来办，说北大要聘一大批名流学者，正可帮助编杂志。陈独秀不好推辞了，蔡校长的诚恳热情，连一旁的汪孟邹，也深受感染。
听说北大要聘一大批名流学者，陈独秀推荐即将回国的哲学博士胡适，建议蔡元培聘他任文科学长。蔡元培沉吟了一下，觉得还是聘陈独秀任文科学长，而聘胡适任文学教授或哲学教授。虽然工资少一点，月薪二百五十元，也很不错了。
因为事情重大，陈独秀担心自己能否胜任，提出试行三个月，再作最后决定？蔡元培也同意了。蔡元培因为要去中央公园参加信教自由会的会议，告辞了。
这次北上，是陈独秀人生的一个转折点；胡适在美国，未费一句口舌，就有未见面的朋友帮他在中国最好的大学找到了工作。书局招股十余万元，南方认股数万元，加上“亚东”、“群益”旧有财产，共有三十余万资金，书局成立在望，也不负汪孟邹此行。
和陈独秀说定后，蔡元培很快给教育部呈文。民国元年，蔡元培任唐绍仪内阁教育总长，现任教育部长范源濂任教育次长，两人是老搭档。教育部同意自己聘请陈独秀，蔡元培胸有成竹。