隨著工業的大規模興起，人才匱乏的問題開始急劇顯現，奉系急需一大批懂技術的工程人員撐起工業發展的一片天。
在此之前，技術的傳承只是師徒手傳身教，「教會徒弟，餓死師傅」的觀點下，傳統手工作坊式的技術教育已經遠遠跟不上時代，需要正規的、緊跟世界潮流的技業專門學校來大規模傳業授道解惑，建設專門的工業學府迫在眉睫。
中國辦大學的歷史很早，但是湖南大學的前身、號稱有千年歷史的岳麓書院根本不具備現代大學的任何特征。真正完全按照西方大學模式設立的大學是誕生于19世紀60年代的外國教會大學——上海聖約翰大學，這是一所實力一直很雄厚的大學，也是1895年前中國唯一一所也是最好的大學。
中國官辦最早的大學則是甲午之際成立的北洋大學堂，它誕生不久天津就開始鬧義和團，此後又是八國聯軍入侵，發展受到一定影響。
而1896年成立的南洋公學由于地處人文薈萃的上海租界，一直致力工業救國的，發展更好一些，因此到1920年代前可以說是中國最好的大學。
至于1898年成立的京師大學堂，也就是張漢卿曾經「就學」的北大前身。由于受封建主義影響，入學的大多是紈褲子弟，直到蔡元培主校時校風才為之一振，四海人才會聚，五四運動更使之聞名中外、留名青史。但是北大在人文方面無人能望其項背，但當時的理工科還很差。理工科還是南洋、北洋強。
南洋于1921年並入唐山、北京兩校後，改稱交通大學，是當時最好的理工學府；北洋大學即後來的天津大學，理工科也十分強勁。
人才都集中于京、津、滬，對東北的發展是不利的，是時候建立東北自己的大學了。
東北現在只有一所非嚴格意義上的大學——遼寧師範大學，理工類專業學校為零，對于人文科學類也沒有底蘊。而東北現在有全國最好的工業基礎，建立理工類的大學在所難免。
張作霖一直是致力于教育的，為此他在各個場合、各個時代，都有不俗表現︰是他爭取一切努力使遼寧師範趕上了教育部辦大學的末班車、是他第一個呼吁教授白話文、是他第一個明文規定屬下各道（市）縣長要求各縣的教育經費投入佔縣財政的40%並以此為政績考核重要標志，他還是第一個導入師範類大學免學費、免伙食費的軍閥…
奉系、直系與粵系已經成為中華民國新的三駕馬車之一，怎能沒有自己的大學來培養人才？張作霖在自治政|府高級軍政大會上說︰「東北工業經濟百廢待興，我需要大量的人才。以前沒有條件做不起來，現在財政好很多了，是該建一所包羅萬相的大學的時候了。」
張漢卿在旁小聲說︰「是綜合性大學。」
張作霖清清嗓子說︰「嗯，是綜合性大學！務必要辦得比北洋、南洋、北大幾所學校都要好，要舍得花錢。在教育投入上，我們不差錢。」
他真的不差錢，先期在沈陽的黃金，作為總調度人的張漢卿始終留了一筆在手。這筆黃金為數30噸，折合成大洋有2.7個億，可是一筆巨款。
用這筆巨款建設十所北大這樣的大學都足夠了。
張作霖信心滿滿，他對王永江說︰「我沒讀過書，知道肚子里沒有墨水的害處，所以可不能讓東北人沒有上大學求深造的機會，岷源，一切事我都交給你了，開學越快越好。用錢告訴我，不管多少，我寧可少養五萬陸軍，但東北大學是非辦不可。」
張漢卿卻不滿足于這一所大學。對他來說，東北難得的有充足的錢在手，用起來還不太心疼。現在比歷史上有更多更好的條件，可以幾所大學同時建設了，因為人才缺乏的狀況開始明顯了。
東北大學、哈爾濱工業大學、吉林師範大學完全可以並行，特別是哈工大，一定要建設好了，那是中國工業發展的基地——因為中國的工業發展一定會看東北的。
成立東北各個大學本是中國自己的事情，可是日方得悉東北當局要自己辦大學之訊，日本駐遼寧總領事竟公然向王永江提出「勸告」︰「听說你們要辦大學，那可不容易呀！又費錢，又沒人。你們要讀理工科，我們已有‘旅順工科’；你們想學醫，我們早有‘南滿醫科大學’；你們願學文法科，也可以派留學生到帝國大學去上學，大日本政|府將予以優待，給予官費補助。你們何苦自不量力，自尋苦惱，而去自辦大學呢？」
王永江當即將此談話報告給張作霖。張作霖听後，十分氣惱︰「媽拉個巴子，他們越是反對咱老張辦大學，咱們就是非辦不可。得快辦，要辦好，快出人才。」
時不我待，百廢待興的東北亟需各種人才。雖然日理萬機，張漢卿還是強烈建議東北大學早建、大建，再說學校的興建不是一日之功，等到逐漸有了規模時，東北的經濟屆時應該可以滿足需要。
于是1920年12月26日，東北大學正式成立，校舍暫用位于省城大南關的高校和文專兩校舊校舍。後于北陵購置500畝地，開始動工興建新校舍。購地款除外，東北大學的基建費用即達奉洋1200萬元。一年後，新校舍建成，其規模宏大，功能齊全，在國內亦是首屈一指。
除興建校舍外，遼寧省長公署還在北陵西南長寧寺附近劃撥官地500畝，撥款880萬元，興辦大學工廠。這種大學設附屬工廠，既顧及學生實習，又承接外來機械生意，修理鐵路機車、客車及機件零活。這種保障經費來源的在大學附設工廠的模式，也是當時國內其它大學所沒有的。
東北大學另有植物園地100畝。這樣，整個校園面積達900畝，是當時國內最大的校園。可見張作霖的建校計劃，是相當宏偉壯觀的。
東北大學常年經費在各大學之中也是首屈一指。北京大學當時的常年經費是90萬銀元，南開大學40萬，清華大學雖有庚子賠款補貼也只有120萬。遼寧省財政向東北大學的投資巨大，經費計劃第一年160萬，以後逐年遞增，人均為奉洋800元。
東北大學開課後，在聘請師資上存在一些問題︰有些外省學者不了解奉省財政狀況，惟恐來東北大學教書，月薪用奉票發給，一旦奉票貶值，必至影響收入，因此不願應聘。了解此情況，張作霖當即做出決定︰「凡大學教授等薪金，一律用銀元發給，並不許拖欠！」
為吸引一流學者來此任教，東北大學所設定的薪金和待遇相當優厚，甚至高于國內的幾所知名大學。以教授為例，北大、清華教授月薪300元，南開240元，東北大學則為360元，後期章士釗等人竟高達800元。東北大學還為教授們蓋新村、建別墅，安排寬敞舒適的住宅。教授們回北京探親，還予以報銷往返路費。這與當時國內戰爭情況下，各校教授欠薪、減薪為常事形成鮮明對比。
有了梧桐樹，不怕引不來金鳳凰。東北大學的這些優厚待遇，引來了當時許多的知名教授前來任教。後來據東北大學1928年的統計，在其128名職教員中，留學歸來的有77人，其中11個博士、37個碩士、29個學士。
而且他們當中大部分留學美國，畢業于美國的一些著名的大學，如︰哈佛大學、耶魯大學、哥倫比亞大學、康奈爾大學、麻省理工學院等。
其余教授即使沒出國「鍍過金」，也是畢業于國內一些知名的高等學府，如北京大學、清華大學、復旦大學、同濟大學等等。其教授陣容之盛，遠非其它大學可比。
東北大學的教學設備在當時國內也數一流。東北大學的實驗儀器和機械，諸如物理和化學儀器、工學機械、動植物標本、圖書、工廠設備，幾乎無一不備。而且大都購自國外，比較先進，這在國內名校中也不多見。據1926年的統計，學校藏書共33164冊，各類儀器標本共13516件，以及價值達18653萬元的機械設備，為學生閱覽、實驗和實習提供了優越的條件。
至20年代末，東北大學已是國內學生最多的大學，教授300人，學生3000人，而當時北京大學也只有學生2000人。
最初，有不少日本人不相信張作霖會把東北大學辦好。可是，日本學者新島淳良在參觀東北大學之後，也不得不說︰東北大學的實驗設備是第一流的，教授薪金也比國立大學高許多，其教育水準「遠高于日本在滿洲開辦的高等教育院校」。
若是日本人留心一下同時動工的哈爾濱工業大學便會發現，除一部分科系如人文類、經濟類、醫學等少于東北大學外，遠在黑省月復地的哈工大對于工科教育的投資，甚至超過東北大學。這里的機械工程系、電子工程系、礦務系、土木系在全亞洲都是第一流的。
對張漢卿的抱負而言，如果說對東北大學的期望是成為國內一流綜合大學，那麼哈工大的要求則是敢于媲美麻省理工的世界超一流的工科學府。
當然，哈工大也不負少帥重望，用十年時間真正成為「中華民國軍工的搖籃」，也使中國國防事業真正進入現代。