学校再次恢复交通大学之名后，南京国民政府曾分别委任蔡元培、王伯群、孙科担任校长。

1928年2月，国民政府大学院院长蔡元培兼任交通部第一交通大学校长。蔡元培与交大有着极深的渊源，早在南洋公学时期，就曾担任特班班主任一职。委任他为校长，全校师生举行热烈而隆重的欢迎礼。蔡元培的到来，也为长期处于动荡的学校时局带来新的气象与生机。他主张“教授治校”，对教学教务、学生管理、财务经费均推行改革新法。他将交大一直以来沿袭的“科门”学科建制，改为现代大学制度中较为提倡的“学系”建制，成立数学、物理、化学三系，整合国文、外文教学资源扩建为中国文学系和外国文学系。其中，数理化三系的建制为学校日后形成理工管鼎立的局面夯实了根基。但令人惋惜的是，在学校刚刚呈现出发展生机时，蔡元培却因政务繁忙离任校长一职。

紧随蔡元培之后，交通部部长王伯群于1928年7月兼任交大校长。蔡元培的校长一职，本就是王伯群极力推举而为。因此王伯群到任后，不但承续了蔡元培的许多做法，还将原本分立的第一、第二、第三交通大学再次合并，以实现增强实力、整合资源之意。

随着南京国民政府铁道部成立，交通大学归属铁道部后，铁道部第一任部长、孙中山之子孙科于1928年11月继任交通大学校长。他推行“交通行政与交通教育相辅而成”的理念，认为人才培养是发展铁路建设的要务之一，提出“从物质上重新建设交大，从精神上提起交大的精神”，实行“部（铁道部）、路（铁路）、校（交大）联成一贯”的发展策略。在他系列理念的导引下，学校加强与铁道部的合作联系，从领导体制、学科建制、办学经费、人才出路等方面均获取较大支持和发展空间，开创学校历史上人才鼎盛的“黄金时代”。

孙科在任交大校长约两年时间，这期间学校发展迅速，一片欣欣向荣之景象。这里尚有一小插曲：在孙科离任校长后不久，其子报考交大，因成绩稍稍差些，最终与我交擦肩而过。此时，孙科正任民国政府行政院院长，对学校发展的关心关注仍一如既往。然而，即使是对学校发展做出过极大贡献的功臣之子，在交大“门槛高”的要求面前，也只能抱憾服从了。老交大校风严谨由此可窥见一斑。