吴宓考上了清华学堂，也就是清华大学的前身。不得不提的一个点就是吴宓在报考清华学堂时才改名叫吴宓的。那他以前叫什么，为何又改名叫吴宓呢？
最初他的名字叫吴玉衡，这些大家子弟，取名字是有讲究的，“玉衡”这两个字出自《尚书》“陈璇玑之玉衡”，这句文言文先给大家解释一下，“璇玑”是指北斗七星的前四星，“玉衡”是北斗七星中的斗柄四星的主星，操持着北斗的斗身。给孩子取名叫“玉衡”，寄托着家族对孩子的期望。
吴宓还有个小名叫“陀曼”，据说是祖母觉得他小时候体质弱，想改个名字改个运。于是就让孩子的姑丈、诗人陈伯澜另取新名。吴家长孙改名这是吴家的大事，好酒好肉款待一番后，醉眼蒙眬的姑丈给孩子取名为“陀曼”。
后来在美国哈佛大学读书期间，吴宓结识了陈寅恪。陈寅恪对梵文研究颇多，他曾当面给吴宓指出，曼陀罗花是梵文词译音，“曼陀”二字正如英语中的“威廉”“亨利”，绝不能颠倒为“廉威”“利亨”。所以“陀曼”一名实在不通。
吴宓因“陀曼”这个名字，受苦颇深，不仅会遇到名字意思的难堪，他的同学们还喜欢拿这个名字嘲笑他，现在脱口秀演员老喜欢用谐音梗搞笑，那些同学们也喜欢用谐音梗挖苦他，总说“吴陀曼”是“糊涂man”。不过吴宓虽然觉得名字不称心，但这名字是祖母、姑丈一手承办的，出于对他们的尊重，名字一直没改。
报考“留美第二格”考试时，因为当时报考有年龄限制，不得大于15岁，而填有“吴陀曼”的那张报名表，填的年龄是17岁，为了报考审核过关，他必须改名，另外填张报名表。这次改名，很富有故事性，他找来了一本《康熙字典），闭上眼睛，随意翻开一页，用手指指了一个字，睁开眼睛一看，恰是个“宓”字，于是他就以“宓”字作为自己的名字上了清华学堂，后来伴随一生。一切都是最好的安排，这个“宓”字，正好与吴宓的性格相符。东汉许慎写的《说文解字》这本书里说：“宓，安也。”所谓“安”，就指的是安静平和，吴宓也希望自己安静平和的做学问，他早期有首诗作表明了自己的志向：“虚名未是吾生志，硕学方为席上珍。”这首诗传达了他平生追求的不是虚名，不是什么教授专家，而是想成为饱学之士的愿望。
清政府办清华学堂，是旧体制下办新教育，学校衙门化的气息依然比较重。清华最早的三位领导是一位总办、两位会办，相当于一位校长、两位副校长。入学考试时，总办穿着官服高坐堂上，考生黑压压的站在广场上。旁边的考试官先按考生的省籍喊：“浙江听点”“江苏听点”……听到自己的名字时，学生就高声喊“到”。总办就在那个学生的名字上用银珠红点一下，这样学生才算正式到场。
开学那天，总办、会办率领众学生在礼堂向写有“皇帝万岁万万岁”的牌子行三跪九叩大礼。皇帝他老人家不能亲自来，那木制的牌子也拥有无上的权力。有些学生为了逃避这个仪式，前一天就先请病假，无非是感冒发烧、肚子不舒服一类。理由也很正当，要是在这“伟大”的牌位前突然晕倒，或者突然想上厕所，那就是大大不恭敬了。
1911年，旧历辛亥年，吴宓于四月到清华报到。这是清华招收的第一批学子。刚入校时，同学们互相不认识，大家推选了各省代表，负责联络。吴宓是陕西省代表，吴芳吉是川东代表，自此开始了两人一生的友谊。
开学第一天，吴宓匆匆忙忙赶到教室，整个教室只有一个座位还空着，于是他急忙过去坐下，邻座是浙江江山人朱君毅，彼时正与表妹毛彦文谈恋爱，而吴宓后来也陷入与毛彦文长达数十年的情感旋涡不可自拔。这是后话，以后再说。
初进清华学堂，吴宓就为学文学理苦恼过。清华学堂的专修功课分为十类，吴宓先看第一类，哲学教育类，觉得这个不错，等他看到第七类，物理化学类，想了想，也觉得挺好。有听友听到这里，多半觉得奇怪，怎么着，这吴宓还要文理通吃？可以说，让吴宓左右为难的，正是个人的爱好与现实的需要产生了矛盾。
很多朋友在高中文理选科时就遇到同样的问题，根据自己的爱好和特长，可能更适应选择文科，可是学理科的话，将来报考的专业更多，就业机会更多。
而当时的晚清，实业救国的思潮成为社会主流，吴宓也不免受到这样思潮的冲击，就在吴宓踌躇不定时，学校发生了一件小事。
雨后的清华校园，空气清新，泥土的芬芳、青草的芳香，都有，一个深呼吸，还能闻出点甜味来。就在这时，吴宓看见，赵校长他们家的女仆抱着赵校长家的孩子，孩子一两岁大，坐在了一辆人力车上，怕孩子着凉，满身穿着洋绒衣。人力车夫拉着这两位在校园里满处跑，这个行为引起了吴宓的注意。一经询问才知道赵校长两口子深受西方习俗影响，觉得雨后空气好，坐在屋子里，窗户打开，让清新的空气飘进来，这还不得劲，得四处主动出击，主动去吸，这样吸的清新空气纯度才高。
这么一件小事，其他人看看可能就忘了，吴宓没有，他进行了深入思考。他看出来了，中国什么都向西方学习，西方就什么都是好的吗？吴宓认为眼下教育最重要的责任是把学者培养成实干家，同时实干家也是学者。也就是说，实业救国当然很重要，但承担实业救国的这些人同时也要有人文关怀。比如说这个被女仆抱着的小孩可能比较舒服，可在泥泞中拉车的人力车夫估计不会太舒服。于是吴宓又想，自己对文学的情感可能是其他学科无法替代的，如果舍弃文学，去从事别的什么行业，这也会让自己痛苦万分。当然吴宓说自己的性格存在着“反复多思”的毛病，他不是那种斩钉截铁做事的性格，对一件事情会翻过来、反过去地想，有时把脑袋想痛了，都不一定想出结果。几年后，去美国留学时，吴宓同样也面临着对所学专业的选择。
但这次，他决定去向清华校长周诒春请教。清华流传百年的校训“自强不息，厚德载物”就是这位周校长提出来的。
吴宓进了周校长的办公室，恭恭敬敬的问。“周校长，您看我去美国选哪个专业好呢？”
“你想选哪个专业？我先听听你的意见。”
“我想学路矿，又想学新闻出版。”
“你觉得你适合学这些学科吗？”
吴宓没有接话。
周校长帮他分析说：“你要先知道自己的不足，你没有交际及活动的才能，对实际事务与社会人情也不熟悉，我建议你还是去学文学。”
数十年之后，已成为学贯中西的文学大师吴宓，在日记中对周校长表达了由衷的感叹：“校长实是宓之知己。”
吴宓想到美国去学新闻出版，主要的原因在于进入清华学堂不久，他就与吴芳吉、刘绍昆三人商定创办一份研究诗文的手抄报，每月一册，后来改名为《观摩新报》。《观摩新报》虽然没有办起来，但吴宓担任过清华学校《益智杂志》英文版的编辑，还当选为《清华英文年报》编辑。当时编辑部要求每班选出一人，分别出任相关栏目编辑，吴宓以多数票当选，负责笑话与幽默版。不过没过多少时日，北洋政府就宣布，在校生一律不准办报纸和杂志，因此吴宓切身感受到专制的存在，他到美国想学新闻出版，估计也有对专制的反抗。
吴宓在清华求学期间，新文化运动的浪潮也席卷学校，以《新青年》杂志为代表的激进主义向传统发起了猛烈攻击。吴宓对旧文化的理解是：“尽弃旧物，又失其国性之凭依。”他的意思是说，没有《诗经》《楚辞》，没有唐诗宋词，离开这些旧文化，你都不能证明你是中国人了。同时，吴宓也想到了新旧文化的调和办法，那就是“于旧学说另下新理解”，让旧学说与时俱进，结合当下，这样旧学说也有生命力了。
吴宓和同学汤用彤、黄华发起并成立了“天人学会”，学会的宗旨是：“融合新旧、撷精立，造成一种学说，以影响社会，改良群治。”最初天人学会只有四个人，后来发展到三十多人。吴宓还打算办会刊，来宣扬学会宗旨，团结更多的有志之士，而这一宗旨几乎就是后来《学衡》杂志的宗旨。
1911年底，辛亥革命造成的恐慌开始在清华校园蔓延。吴宓主要担心校园会不会被土匪抢劫，在这场革命中，自己的家人会不会遇到危险。吴宓和几个同学逃离了北京，去了上海后，就一直在等待清华复学的消息。新学期即将开始，一家人都觉得清华复课无望，所以吴宓去参加了上海圣约翰大学的入学考试，但他并不喜欢这个学校的氛围，既学不到新知，也交不到良友。他时刻留意着报纸上关于清华复课的消息，在日夜期盼中，清华终于复课了，他也急急忙忙回到了北京。
清华校园教育奠定了吴宓一生的学术基础，他即将留美，继续深造。