七月二十四日（9月9日），孙家鼐奏请在京师大学堂开设中西医学专业：“医学一门，所以保全生灵，关系至重。古者九流之学，医居其一。近来泰西各国，尤重医学，都城皆有医院。现在农务矿务，均已特派大员设立专门学堂。可否援例推广，另设医学堂，考求中西医学，即归大学堂兼辖。如蒙俞允，再由臣详拟办法，请旨施行。”⑶随即得到皇帝的赞同：“……设医学堂等语。医学一门，关系至重，急应另设医学堂，考求中西医理，归大学堂兼辖，以期医学精通。即着孙家鼐详议办法，具奏。”只是过了五天，孙家鼐就将《拟办医学堂章程》呈送给光绪皇帝，建议医学堂归大学堂兼辖，设提调一人，总理堂中一切事务。派中医教习二人：一内科，一外科。聘西医教习二人：一西人，一华人。招考学生二十人，分为两班；俟将来经费扩充，再行添设额数。学生兼学中西医学，大学堂开设一家医院，供学生日常实习之用。他还奏请以朱启勋充任医学堂提调：“医学堂办事之员必须通晓医理，方能胜任。查有翰林院编修朱启勋研求有素，可以派充医学堂提调。该员现充大学堂文案会办，毋庸另给薪水。”这说明，孙家鼐对于中国高等医学教育的发展，促进中西医加速结合，也是功不可没的。
八月初四（9月19日），孙家鼐一天呈递4折，即请奖杨锐等设立蜀学堂折，与顺天府尹胡燏棻联名请在顺天设立中学堂折，请皇上饬令内务府将地安门外兵将局抄产官房拨款给顺天府设立中学堂，并准予在顺天府属各州县选拔学生就学，以“广育人才”。议核河南巡抚刘树棠办学意见折以及裕庚关于日本大学分科折等。
在《拟设首善中学堂折》中，孙家鼐建议在京师率先设立中学堂，以便以后能及时地为京师大学堂输送合格的学苗：
查顺天为首善之区，较各直省省会尤为重地，非规模闳远，不足以系四方之观听。臣等公同商酌，拟请将金台书院改为顺天府中学堂。就所属二十四州县，调取学中廪、增、附生年十六岁以上二十四岁以下，材识通达，志趣远大者，大县挑选三名，小县挑选二名，来京扃门课以时务策论，分别甲乙以定去留，以四十名为额。金台书院向有外省士子肄业，并另设南额二十名，一律考取。延致洋文教习二人，课以西国语言文字及艺政、算学各书。华文教习二人，课以经史及一切经世之学。并派驻堂监督一员总理其事，由臣等遴选通材，随时奏派。
在《遵旨议奏河南巡抚刘树棠等筹办学堂折》中，他对地方筹办中小学堂，给予热情鼓励、大力支持：
臣查该抚原奏大意，以事由创立风气初开，各州县小学堂同时并举，教习难求。拟于省城设立中学堂，先附设洋文小学堂，学成发往各小学堂为教习，省会设中学堂一区，各府直隶州设小学堂十三区。筹办经费，按征收丁漕折纳钱数，每银一两米一石各提制钱五十文。其向以银完纳之处，请予免提，半银半钱者，减半提用。本年钱粮开征已久，请自二十五年办理，约计每年可提存钱十万串，小学堂一处，常年经费五千两，中学堂经费约四五万两。又以学生一入学堂，即有举人进士之望，必宜严核于先察其人品姿质学业以定去留。选公正绅士为院长，学会学社公私各学堂教习，均由学堂考验。绅民有捐建学堂，予以破格之赏。采取京沪新闻报纸有关政治者，刷印成帙，以广流传等语。
统观该抚所奏，如改书院，筹经费遴选绅士，劝谕商民，变学会学社，设洋文学堂，立考试之章程，定入学之条例，皆能筹书精详，有条不紊。应请旨饬下该巡抚，按照所奏章程，实力兴办。共有未尽事宜，仍随时酌量推广，为国家培植人才以立自强之本。
在《奏复参考日本大学分科折》中，他对日本明治维新取得成功的经验进行了总结，并对中国变法提出了自己的见解：
七月三十日军机大臣面奉谕旨：“裕庚奏日本大学科目并初学功课分缮清单呈等语，著孙家鼐酌复办理。钦此。”臣查裕庚片奏谓日本仿照西法设立大学，共分六科目，曰法科，曰医科，曰工科，曰文科，曰理科，曰农科。六科各有细目，而其要则自学部大臣，以至学校长老师，莫不由西国学成而来。盖日本之变法也，沈机默运，豫筹于数年之前，先得人而后行法，故其成功也易。中国急求变法，而乏行法之人，故临事不免周章。现在兴办学堂，正如七年之病三年蓄艾，但期事事实力讲求，于能获效。裕庚所奏各节，及前次由日本寄来议大学堂事宜，语皆切实，洵况历有得之言。臣必当次第施行，谨附片具陈，伏乞皇上对鉴。
由此可见，孙家鼐对于兴办新式教育，无论大学堂，还是中小学堂；无论是首都的，还是各省的，都是见地独到，态度积极，步伐稳健，真抓实干，充满信心。为破除腐朽、僵化、陈旧的国学教育模式，创建与世界接轨的小学、中学、大学乃至研究生院（仕学院）教育体系，培养适合国家发展需要的复合型人才，做出了开拓性贡献。
京师大学堂的创建日新月异，紧紧吸引了国人目光，学生报名十分踊跃。《北华捷报》报道说：
据北京方面报道，拟议中的京师大学堂已经得到了北京马神庙这座约有280个房间的大寺庙作为临时校址，但由于近来要到这所学校报名注册的进士、举人和秀才人数太多，所以，地方仍显得过于狭窄。值得注意的是，从翰林院来申请入学的人数很少。
注释：
⑴朱寿朋编：《光绪朝东华录》（第四册），中华书局，1984年版，第4164页。
⑵梁启超：《戊戌政变记》，《饮冰室合集?专集之一》，中华书局，1989年版，第40页。
⑶孙家鼐：《奏请另设医学堂片》，国家档案局明清档案馆编：《戊戌变法档案史料》，中华书局，1958年版，第286页。