在大礼堂大草坪的东南方，耸立着一㠉式样别致而庄重的楼房，青砖红瓦、坡顶陡起，属于典型的德国古典风格建筑，这就是清华园中最具标志性的建筑物之一——清华学堂。

1909年清廷成立了游美学务处，负责直接选派学生游美，同时着手筹设游美肄业馆。1910年11月，游美学务处向外务部、学部提出了改革游美肄业馆办法。其中提到，因已确定清华园为校址，故呈请将游美肄业馆名称改为“清华学堂”。12月，清廷学部批准了这个改革办法。之后，清末兼管学部和外务部的军机大臣那桐于宣统辛亥年（1911年）为清华学堂题写了校名。我们今天看到的清华学堂大门外，正额“清华学堂”四字即为那桐手书。

清华学堂分西部、东部两期建成。其西部建于1909-1911年，学校同期兴建的还有二院（在清华学堂以北、电机馆的西边，现已拆除）、三院（在大礼堂以北，现已拆除，在其原址扩建新图书馆）、同方部等一批建筑。这批建筑基本竣工后，清华学堂于1911年4月29日在清华园开学，这就是清华历史的开端。

1916年，清华学堂向东进行扩建，扩建后总建筑面积达4650平方米。西部建成后成为高等科学生的教室，东部建成后曾是高等科毕业班的学生宿舍，所以历史上也称“高等科”或“一院大楼”。

上个世纪20年代，清华学堂曾是培养国学人才的摇篮。1925年，清华在此设立新制大学部，开始招收大学一年级学生，并创建了清华的第一个研究机构——国学研究院。国学研究院名师荟萃。著名的“四大导师”——梁启超、王国维、陈寅恪、赵元任等曾在此任教，再加上考古学家李济、文学家吴宓，纷纷着力培养学生，研究中国文、史、哲诸学。往日回荡英文诵读声的地方，第一次发出了国人自己的声音。国学研究院提倡“兼容并包，学术自由”，充分发挥教师的特长和主动精神。国学研究院培养了一批优秀的国学传承者，如王力、吴其昌、陈守实、蒋天枢、戴家祥、蒋麟、谢国桢等。

施滉，清华最早的共产党员。求学期间，他就曾在清华学堂楼内75号房间组织工读团，各种劳作工场也设在这里。20世纪三四十年代和解放初期，学校的教学、行政等机构设在清华学堂。东部几个房间曾是中共清华党总支的办公室。1935年，“一二·九”运动前夕，青年学生蒋南翔在清华学堂一楼地下室内，写出了著名的《清华大学救国会告全国民众书》，痛陈华北危机，他大声疾呼：“华北之大，已经安放不得一张平静的书桌了！”表达了华北学子的心声并在全国民众中引起共鸣。

20世纪五十年代以后，以梁思成为主任的清华建筑系迁入清华学堂，一楼门厅和长廊上悬挂的琳琅满目的各种名画，呈现出一派浓郁的文化艺术氛围，成为许多清华人美好的记忆。文革后，学校对年久失修的清华学堂进行修缮加固，这里曾一度成为学校公用制图教室，后来又成为部分行政机构的办公场所。

如今的清华学堂依然是杰出人才成长的摇篮。2011年4月14日，“清华学堂人才培养计划”全面启动仪式举行，在百年校庆来临之际，修缮一新的清华学堂成为该计划的专用教学场所。一批国内外最优秀的名师和青年才俊聚集于此，致力于培养未来科学研究的领跑者，清华学堂数学班、清华学堂叶企孙物理班、清华学堂化学班、清华学堂生命科学班、清华学堂钱学森力学班（钱班）、清华学堂计算机科学实验班（姚班）、清华学堂世界文学与文化实验班（世文班）、清华学堂人工智能班（智班）、清华学堂量子信息班（量信班）、清华学堂哲学班的同学们在这里学习、成长。

在北京市人民政府1990年2月23日公布的北京市第四批文物保护单位名单位，以及2001年6月国务院公布的第五批全国重点文物保护单位名单中，清华大学早期建筑被列入保护名单，清华学堂榜上有名。

清华学堂留下了一代代清华人足迹，见证着清华百余年风雨历程，更是一部浓缩的清华历史，以其独特的魅力述说着古今、孕育着未来。