26年初夏，清华大学科学馆门口。
一排左起：郑衍棻、梅贻琦、叶企孙；二排左起：施汝为、阎裕昌、王平安、赵忠尧、王霖泽。《校友文稿资料选编》第八辑，第205页
1925年，清华学校设立大学部，应教务长梅贻琦（清华当时惟一的物理学教授）之聘，叶企孙教授从东南大学回到清华主持创建物理系。1926年秋，物理学系正式成立，系馆设在科学馆，叶企孙为首任系主任。一批留美学成归国的清华人，成为物理系创建与发展的主要力量。
物理系的目的重在研究
叶企孙（1898～1977年）幼年受父亲叶景云（曾任清华国文教员）的影响，勤奋好学熟读古书，1918年毕业于清华学校后赴美芝加哥大学攻读物理学，1920年9月入哈佛大学研究院学习。1921年他和导师合作，测定普朗克常数 h = 6.556?±0.009?10-27 尔格秒，被物理学界沿用16年之久。1924年回国到东南大学任教。他把毕生精力贡献给中国教育及科学事业，在清华工作长达二十余年。
叶企孙认为，“大学的灵魂在研究学术，物理系的目的就重在研究方面。”物理系成立之初，由于1921年落成的清华大礼堂音响效果差，他带领赵忠尧、施汝为等年轻教师，运用最新的建筑声学理论，通过大量测试实验，研究求解清华大礼堂听音问题，并给出可行的校正方案。这既是中国现代建筑声学的开始，也奠定了清华物理系理论与实验相辅、教学科研与实际相连的学术传统。
物理系延揽教授，“必拣选研究上已有成绩，并且能够继续研究的人。”1928年至1935年，吴有训、萨本栋、周培源、赵忠尧、任之恭、霍秉权先后受聘为教授，他们既是清华物理系也是中国物理学早期发展最直接的推动力。
物理系重视实验设备建设，为满足普通物理实验课用，又能开展专题研究，扩充和新添置了大批仪器，并设物理仪器工场，先进的教学研究条件为当时国内所仅有。
物理系的学生要比先生想得透
物理系以培养学生主动的研究能力为目标，明确课程训练方针，“是要学生想得透；是要学生对于工具方面预备得根底很好；是要学生逐渐的同我们一同想，一同做；是要学生个个有自动研究的能力；个个在物理学里边有一种专门的范围；在他的专门范围内，他应该比先生还懂得多，想得透；倘若不如此，科学如何能进步？”
人才培养“重质而不重量”，专修人数严格限制在每班不超过14人，淘汰率是全校最高的。课程分配遵循“理论与实验并重”的方针，规定至少需修满50学分，其中包括实验12学分、理论24学分；还需必修微积分、微分方程和普通化学，每星期实验一次。这使物理系学生具备深厚的自然科学基础，皆为德才学识精进的良才。如1929年第一级毕业生施士元、周同庆、王淦昌分别出任国立中央大学、北京大学和山东大学物理系教授或主任，清华开始为国内物理学界输送人才。
30年代中国的“莱顿实验室”
1929年，清华理学院成立，叶企孙首任院长，后由吴有训继任。理学院在打通基础学科间联系的同时，注重向工科教育渗透，“除造就科学致用人才外，尚欲谋树立一研究科学之中心，以求国家学术之独立。”
为自主培养从事高深学术研究的人才，物理系首开清华研究生教育之先。1929年成立物理研究所，开设物质磁性与光学、X射线、无线电学、理论物理学、原子核物理学等研究方向，由专任教授指导。1935年清华研究院下设理科研究所，物理学部实力最强，并建成X射线、无线电、光学、磁学专业研究室。
这一时期清华物理系研究成果卓著，“1930年至1933年的4年内，国内物理、化学领域重要论文共有16篇，清华物理系为9篇。”（严济慈语）。吴有训完成的“论X射线被单原子气体散射的总散射强度”等两篇论文，赵忠尧和龚祖同完成的“关于原子核内中子共振能级间距实验”论文，发表于英国《自然》杂志，是国内完成的研究成果首次在国外权威刊物发表。王淦昌验证中微子存在的构想极富创造性。1935年，吴有训被德国哈莱大学自然科学研究院洪堡学会推举为会员，萨本栋受聘为美国俄亥俄州立大学客座教授，并编著出版第一部大学物理中文教材。
清华物理系以高起点、高质量、敏锐把握学科前沿而迅速发展，并推进了中国物理学渐臻隆盛。1932年8月，中国物理学会成立大会在清华大学举行，物理系教授多届连任学会领导职务。清华物理系逐步实现建成中国“莱顿实验室”的理想，成为中国物理研究与人才培养的中心，并开始在国际学界展示中国物理学的独立形象。
随着1952年全国高校“院系调整”，清华物理系绝大部分教师和所有学生并入北京大学，清华保留有物理基础课教研组。为开创我国的原子能科学技术，培养国家急需的人才，清华于1956年成立工程物理系，何东昌任主任，设有理论物理、核物理、核材料等专业。为适应科技与大学发展战略，1982年6月恢复物理系，1999年在杨振宁倡导下组建了“高等研究中心”，清华物理系正在建设世界一流大学的进程中续写辉煌。
