1905年
南洋公學歸商部接管，改名為高等實業學堂後開學。此時期畢業生多赴外國留學，學堂首次正式設立商務專科，並制定《商部高等實業學堂章程》和《附屬高等國小總章》。
1906年
學校改隸郵傳部，校名也隨之更改為郵船部高等實業學堂。自始，學校轉向工科方向發展。1907年設立了我校第一個工程專科——鐵路專科，1908年又增設了全國最早的電機專科，至此，學校已成為高等工科學校。（註：清代郵傳部是清廷主管“路、輪、郵、電”四政的行政結構。）
1911年
在辛亥革命的高潮聲中，唐文治宣布學校改名為南洋大學堂，監督改稱校長。此時期學校經費困難，唐文治提出自己減薪一半，師生同心，以維持教學。唐文治還著《人格》一書作為國文教材。此時期孫中山蒞校演講，全校師生共同致力於興建中國實業。
1912年
學校改隸北京國民政府交通部，更名為交通部上海工業專門學校。並將鐵路科改為土木科，電機科改為電氣機械科。1918年3月，學校又增設鐵路管理科，這是我國設立此科之開端，開創了工管結合的先河，無疑是我國近代高等教育史上的一個創舉。
1921年
葉恭綽任北洋政府交通總長時，將交通部所屬三所高校（上海、北京及唐山）統一更名為交通大學。本校定名為交通大學上海學校，並在全國率先成立董事會，校長亦由董事會選舉產生。葉恭綽當選為校長，張鑄為滬校主任，凌鴻勛和張廷金為副主任。學校在原有電機科外又增設了機械科。
1922年
由於政局變動，葉恭綽出走，本校改為交通部南洋大學。此後校長多次變換，直到1924年底凌鴻勛再次任校長，學校才有了進一步的發展。此時期仍設定電機、機械和鐵路管理三科，而土木科已調歸唐山學校。學校在此期間又新建成體育館和調養室，並創辦了中國高校最早的工業研究所。
1927年
北伐勝利，北洋政府垮台，南京政府成立。國民政府交通部接管南洋大學。學校改組為第一交通大學，設立校務委員會。並第一次招收女生，實行男女同校。附中、附小脫離學校，另組私立南洋模範中國小。
1928年
10月，南京國民政府改組，增設鐵道部。學校移歸鐵道部管轄，將設在上海、唐山、北平三處的交通大學各學院合併，統稱鐵道部交通大學，分上海本部（即我校）、北平鐵道管理學院和唐山土木工程學院。校長由鐵道部部長孫科兼任，副校長由黎照寰兼任。不久，黎又被任命為專職校長。這樣就把“部（鐵道部）、路（鐵路）、校（交大）聯成一貫”，形成“部校合作”體系和“建教合作精神”，“校中師生均得安心教讀，勤求學業，蔚成良善校風”。
這一時期學校經費充裕，校舍建設和系科建設都得到較快發展，校園面積也擴大到近500畝。期間，我校先後成立了科學學院、管理學院、土木工程學院、機械工程學院、電機工程學院和中國文學系、外國文學系，由此形成了以工為重點，理為基礎，兼重管理的教學體系。這一時期學校發展迅速，特色明顯，成績顯著，影響深遠，廣大校友稱之為新中國成立前學校發展歷史上的“黃金時期”。
