自1939年1月起，因大部分沿海国土、港口、码头沦陷，国民政府财政部海关收入的十之九被日本扣留。在此艰难处境中，政府拨给教育界特别是后方高校的经费锐减，西南联大校方当局顿时感到压力剧增。原本想依靠清华庚款接济一时，缓一口气，想不到大雪之后便是霜冻，国民政府决定清华庚款债款原为关税担保者一律停付，致使清华常年经费落空。
这一变故，1932年3月至1933年2月曾经有过先例，搞得刚刚执掌清华校柄、正准备大干一番的梅贻琦极为背动，经多方周旋交涉，财部拨垫款项，才使得事业勉强继续。而如今，当年的一幕再度重演，但国际国内环境已大为不同，国内的情形已到了国破家亡的最后关头，国际对中国的支持与同情尚未显出端倪。
面对日军越来越强横、残酷直至赶尽杀绝的侵略行动，梅贻琦在告清华校友书中严正宣示：“此次政府之出此，其困难必更甚于前。但学校的各项事业，同人夜以继日的努力，都是国家抗战后方重要工作的一部分，而在建国因素中，尤不可废弃，所以我深信，政府当局，肯定会有维持的办法。”
与此同时，梅贻琦勉励联大师生正视严酷现实，处变不惊，体谅政府困难的同时要设法自强自立，与军民携手共渡难关，迎接抗战的最后胜利。果然如他预料的一样，没过多久，行政院准令财政部与中基会等对清华拨垫款项，以维持清华研究院与关乎国家科技战略的五个特种研究所事业不致中断。
当临时大学由长沙撤往昆明后，梅贻琦与清华教授会相商，除把学校原设的农业研究所、航空研究所、无线电研究所等三所次第迁滇外，又因地方与时势需要，于1938年在昆明添设国情普查及金属学二所。前后设立的五个研究所共同组成了一个“特种研究事业委员会”，由叶企孙任主席，各研究所均有一流人才担任所长，在短时期内取得了令人瞩目的成就。
特别是航空研究所，继在南昌建成远东最大风洞后，随着战争爆发再度前往昆明建设新的风洞，并完成了滑翔机、直升飞机的设计和模型制造，为中国航空事业的发展开辟了新的道路。而最早设立于汉口的清华无线电研究所，其研究事业在全国各高校以及研究机构中可谓是处于开先河的地位。
在蒋介石、冯玉祥、阎锡山三巨头中原大战前，清华物理系教授萨本栋便在物理系装置收音机，后被阎锡山部侦知，以为与南京互通消息，派人前往清华园搜查并没收。由此一事件，可见清华对无线电通讯领域研究的领先地位，以及军阀对其重视程度。
当清华搬迁到昆明的五个研究所组成的“特种研究事业委员会”，与西南联大本部师生于经费奇缺、生活艰危之际，茅屋草舍中弦歌不辍、奋发向学之时，凶悍的日军轰炸机已飞抵昆明上空。
1938年9月28日，日军以堵截、破坏滇越铁路和滇缅公路为战略目标的昆明大轰炸开始了。无情的炸弹冰雹一样从天空泻下，无辜的百姓们甚至还没来得及嗷叫一声便被炸的血肉横飞，人头在空中如飘舞的风筝，四处翻腾，当空乱滚。当场炸死190人，重伤173人，轻伤60余人。可谓“死者尸横遍野，幸存者呼天嚎地，惨叫之声不息……”
初试刀锋，日军眼见昆明城防机构几乎无丝毫反击之力，于是放开胆子继续更大规模地实施狂轰滥炸。许多人目睹了这样的景象：只见飞机在空中从容的变换着队形，一架接着一架俯冲投弹，整个城市浓烟四起，烈焰升腾，而后才是炸弹的呼啸和爆炸声，有时甚至可以清楚地看到一枚枚炸弹如何从银白色的飞机肚子里钻出来，带着“嗖嗖”的恐怖之声向城市飞去。
由于敌机不断轰炸，“跑警报”渐渐成为昆明城不分男女老少、贫富贵贱共同的一种生活方式，不过跑警报期间不管是停还是留，手中都不能携带或高举带柄的可疑物品，这种物品会被认为是给敌机发引导信号，必被宪警擒获侦讯问罪。
频繁的警报搞得人心惶惶，鸡犬不宁，联大只好做出决定，白天因跑警报耽误的时间，晚上要补回来，以使课业照常进展。一时间，联大校内出现了吴宓烛下讲中国比较文学，刘文典月下讲《月赋》《海赋》，陈铨等少壮派教师夏夜讲《红楼》等等浪漫逸事。只是这浪漫故事皆为文科教授所创造，学生们有听故事兼看热闹的成分，兴致较高。其他几个学院的师生补起课来，自然没有如此浪漫，且经常被折腾得疲惫不堪。按规定，学生是下午6点开饭，7点正式上课，在暗淡的灯光中，抄写先生写于黑板上的讲义，熬到9点半总算结束了补课，诸生拖着疲倦的身子回到宿舍，已经离10点的节电熄灯时候不足半小时了。用功的同学还要抓住这残余的灯光做些功课，一旦灯熄以后，也只好停止一切，在黑暗中摸索上床，静候来日的预行警报了。
如此周而复始的折腾，使许多人对夜间补课感到烦闷，打退堂鼓的呼声越来越高，如联大工学院1943级学生张玉奇说：“连日跑警报，学生疲惫不堪，要求学校免于晚上补课，给点时间以应付大小考试，上不完的课到暑假再补。”想不到这个呼声未能奏效，除被施嘉炀院长训斥一顿，还被刘仙洲教授现身说法加以讽喻：“我老头子跑警报比你们跑的还远，晚上也一样的要预备讲课，而且上课时我站着，你们坐着。”学生听罢，也只有哑口无言接受补课。
学生们是接受了，但身体与精神上的疲惫并未减轻。正在这时，云南省政府通知驻昆学校及科研院、所，因为日本将长期对昆明进行轰炸，昆明仍无可以迎击敌机的力量，各机关学校要尽量疏散乡下，以便减少损伤。但是西南联大人多势众，要选个合适的地方极其不易，一时不能搬动，只有特种事业研究所与清华文科研究所等，搬到了昆明郊外黄土坡的大普吉村。联大的一些贵重器材也随之运往乡下掩蔽，多数教授一同散落到城市周边乡村避居，只有学生留在城内校舍读书生活。
此时联大教授的物质条件已经降低到了极致，据联大法学院教授萧蘧的公子萧庆伦回忆说：“我们家从昆明城搬到乡下去住。那时家里经济并不宽裕，父亲从美国回来的时候给姐姐买的洋娃娃，都在昆明典当，用来补贴家用了。我们住的是农户的房子，在西山脚下，屋里是泥地、泥墙，院子里可以养鸡。家里6个孩子，大概每隔一天能吃一个鸡蛋，每个礼拜吃一次肉。冬天，窗户用报纸糊上，有些阳光进来，但是没有风。夜里着实让人害怕，狼就在窗户下面嚎叫，还不停地抓墙。”
如此艰苦兼有些恐怖的生活，总算能熬下去，如果教授本人或家属不幸染病，则属巨大灾祸，已接近与阎王爷握手的边缘，那可是度日如年、着实难熬了。如吴大猷教授因搭马车被抛下摔晕后，全靠妻子侍候，想不到妻子又在操劳中病倒，差点命丧黄泉。对此，吴大猷回忆说：“内子阮冠世本来便连病了几年的，因为又担心，又伺候我，等我稍痊了，她便病倒下来。脉搏微而快，有时数也来不及数。身体太弱了，医生看也没有什么办法。有一天，梅先生来乡下我们住的‘实验室’来看看我们，他看到冠世躺在一张帆布行军**，差不多只有一口气似的，我在旁忧急无法。他说如果要入城请医生来看，可以用他的汽车。第二天城里北京大学的办事处的金先生下乡来，看看是否要预备后事了。幸而冠世挣扎过去，病卧了几个月，到了冬天，费好多事，借了一辆病车，从岗头村送她到西山车家壁的惠滇医院分院，住了两个月，总算回过一口气来。那时虽然没有利用梅先生的车子，但他的好意和关心，冠世和我廿年来始终未能忘记。”
正是缘于这段情谊以及梅贻琦的人格魅力，许多年后，当梅贻琦流亡到台湾创办“清华”原子科学研究所而处境最为艰困的时候，吴大猷不忘旧情，由加拿大渡海赴台，成为协助梅贻琦办学最有力的支持者之一。此为后话，暂且不表。
只说抗战仍在继续，西南联大师生仍在炸弹下读书、生活。尽管读书、生活的条件已降低到有史以来最低的水准，但作为联大主持者，梅贻琦不能让师生纪律松懈，学术水平降低，多次在会上对师生宣示“穷要穷的有意义，苦要苦的有希望”，其情形正如冯友兰所述：“梅校长实际是常委会的主席，在风雨飘摇，惊涛骇浪的环境中，联大保存了原来三校的教学班子，维护了‘学术第一，讲学自由，兼容并包’的学风，一直维护到抗战胜利，三校北返。”冯友兰所言大体不差，在国势阽危，江山摇撼，“支离东北风尘际，漂泊西南天地间”的困苦岁月，梅贻琦仍怀揣创办一所“大大学”的理想，以昂扬的斗志率领师生在烽火中前行，并竭力排除政治、经济以及人事上的纷争与干扰，于万难中使学校逐渐步入正轨且声望与日俱增。