同济大学的前身，是同济德文医学堂，她诞生于1907年，是19世纪后期至20世纪初中德两国交往的产物。
19世纪末期，列强扩大在中国文化教育和医疗卫生领域里的活动。1887年英国在香港开设一家专门收治中国病人的医院，同时开办了外国人在中国的第一所招收中国学生的医科学校。19世纪90年代，德皇威廉二世推行“世界政策”。据此，德国驻香港、上海、重庆领事先后向德国政府建议：扩大德国文化在中国的影响，让德国医生到中国来，在中国办德国医科学校。于是，德国政府决定向中国派出更多医生并开办医科学校。
在这一政策影响下，1893年德国医生埃里希·宝隆（Dr. Erics Paulum）来到上海，在德国总领事馆附近开一诊所。后来，他与在上海的几名德国医生成立了“德医公会”。八国联军侵华时，德国运来大批医疗设备，聘请当时在上海负有盛名的宝隆医师，协助在沪成立了伤兵医院。德军归国时，为感谢宝隆，将伤兵医院的医疗设备悉数赠送给宝隆。1900年，宝隆在德国驻沪总领事克纳佩（Wilhelm Knappe）的支持下，在张家浜新马路（后为白克路，现为凤阳路）旁开办了有20张床位的医院。由中德双方出资，取名“同济医院”，宝隆任院长，医师大多由“德医公会”成员兼职。几年下来，宝隆深感医疗力量缺乏，希望办一所医科学校。1904年初，克纳佩在柏林与德国外交部、普鲁士文化部的代表以及柏林大学东方语言部主任进行了会谈。在谈到在中国推行德国教育政策时，克纳佩提出了在上海开办德国医
科学校的计划。
1905年，清朝光绪皇帝发布了教育政策的敕令，学部派人去欧美各大国考察教育制度，清政府代表在德国受到官方接待。同年，德国外交部、普鲁士文化部就在上海开办德国医科学校一事达成共识。普鲁士文化部教育司司长阿尔特霍夫（Althoff）建立了“促进德国与外国精神文化关系科佩尔（Koppel）基金会”。该基金会直接受文化部监督，它的董事会主席是商务顾问科佩尔。科佩尔基金会不仅负责筹集钱款，而且对外以学校创办者的面目出现。
1906年，德国外交部新设学校部，具体负责在国外建立德国学校，中国是重点国家之一。当年底，克纳佩在柏林成立了下属于德国亚洲协会的“建立在华德国医科学校筹备委员会”，后改名为“促进在华德国文化工作委员会”，它的名誉主席是海因里希亲王（德皇威廉二世的弟弟），委员是政府、工业界、商业及银行界、高等学校以及军界的代表。1906年底至1907年初，普鲁士文化部为医科学校物色了首批三名德国教师：高级中国教师辛德勒（Schindler）、柏林大学的生理学讲师杜波伊斯雷依蒙德（Claude du BoisReymond）和医生阿曼（Amann）。同时，文化部制定了《科佩尔基金会章程》及学校的建筑计划和临时教学计划，此外，还向所有的普鲁士大学和自然科学研究所征集教学用具、图书、器具等。文化部教育司司长阿尔特霍夫也呼吁德国的出版界和医药工业界提供捐助。结果，征集了一批标本、显微镜、医学器械、医学书籍以及摹绘自柏林大学的解剖与生理挂图。捐赠物在往上海启运前，在柏林医院展览一周，德皇威廉二世和清政府驻德公使孙宝琦曾前往参观。
1907年3月，科佩尔基金会、促进在华德国文化工作委员会、上海德医公会和同济医院4方，在柏林签署了由普鲁士文化部起草的关于在上海建立德国医科学校的协定。至此，德国完成了在上海创办德国医科学校的前期准备工作。
1907年5月，促进在华德国文化工作委员会筹集到大约78000马克，至年底筹到的资金约达26万马克。同时，普鲁士文化部、德国外交部和财政部也为筹建在上海的德国医科学校和支付德国教师的薪金提供了资助。德国在上海开办医科学校的计划得到中国方面的响应，并首先以筹款方式参与办学，上海地方各界为建校筹集款项达17000马克。
1907年6月3日，“德文医学堂”董事会正式成立，董事会由18人组成，主要成员有：同济医院院长、德医公会创办人宝隆；德医公会主席齐克尔曼；福沙伯、福尔克尔2名德医公会元老；莱姆克、米歇劳、赖纳3名德国商人；朱葆三、虞洽卿等5名中国绅商；上海本地官员3人；促进在华德国文化工作委员会代表1人；德国驻上海领事馆2人（副领事弗赖海尔·冯·吕特，译员席尔默）。医学堂为私立性质。
宝隆被选为董事会总监督（董事长）兼学堂总理（校长），全面负责学堂工作。
自6月3日起，学堂由沈德来博士对已入学的25名学生，授以浅近德文，时间一月。
1907年10月1日，医学堂举行了开学典礼，取名为“德文医学堂”，校舍为同济医院对面白克路（今凤阳路）23—25号的三幢西式楼房。
德文医学堂设德文和医预两科。德文科是医科的预备部（或语言学校）。1908年设医正科。学生先读德文科，然后进医预科、医正科。1907年，有学生33人，其中德文科25人，医预科8人，多半不懂德文，上课时用英文讲授，由两位德国副教授分授解剖学和生理学。
学堂开办初期，有专职德籍教师3人。此外，皆由德医公会医生来校兼课。德文科学制3年。第一年主要学习“德文”，此后开设“德文”、“代数”、“几何”、“物理”、“化学”、“动物”、“植物”、“世界历史和地理”等。医预科学制2年，主要学习医学理论课程和相关的自然科学课程；医正科学制3年，主要学习临床医学课程；加上德文科的3年，学制共8年，培养目标为施诊医生。
1908年，学堂改名“同济德文医学堂”。
当时，由于人们仰慕德国人的强盛，尤其是医学，都认为由德国人办的医学堂是了不起的。所以1908年招生的时候，报名的人很多。同时，克纳佩借各地德国领事之力，要求中国官署派遣官费生。这一年，学生增至82人。德文科因人数多， 分为甲乙两组。原校舍已容纳不下，于是便在辣斐德路（今淮海中路、复兴中路、陕西南路、瑞金二路之间）华界法华路购地12亩，着手自建校舍。1909年暑期，新校舍落成，德文科和医预科师生都搬入新校舍。
学堂初期，入学者皆自费。1908年起，有了官费生。1911年，学堂有了一定的声誉，报考者众多，便停止招收官费生，全为自费生。那时候的学费，每学期大洋50元，加上膳宿费7元，和圣约翰大学相近。后又增加学费50％，每学期要缴75元，是上海学费最高的学校。
1909年3月5日，宝隆在上海病逝。本校董事、医学博士福沙伯（Dr.Oscarvon Schad）继任总监督兼总理。为了纪念宝隆长期在沪行医并创办了同济医院的功绩，特将同济医院改名为宝隆医院。
同济德文医学堂的建成和发展，赢得了中德两国政府和有识之士的赞赏。清政府先后派亲德派皇室成员荫方及江北镇台王士杰等人来校视察，上海道署等还奏请清廷奖赏建校和出资赞助的德国人士。
1911年孙中山领导辛亥革命，学堂加强对学生“管束”。当时全校73名学生中，有19人离校，周宗琦、朱家骅等4人参加革命军。
在德国在中国兴办医科学校之时，也开始在中国筹办工科学校。
早在1903年12月，上海德意志联合会理事和《德文新报》出版商芬克（Fink）在致克纳佩的一份备忘录中建议：在上海建一所附设语言学校的工科学校。1904年6月，克纳佩将这份备忘录寄给德国首相比洛（Bulow）。
1906年，清政府开始推行兴办实科学堂的教育政策。
1907年1月，德国外交部贸易政策司司长科尔纳（Koerner）要求德国驻上海总领事卜利（Buri），了解分析在中国建立德国工科学校的可能。11月布里向外交部呈交了报告，赞成德国工业界在中国参与建立德国工科学校，建议学校应先在汉口建立。
由于外交部避免以官方身份出现，1908年4月科尔纳写信给德国一亚洲协会，希望采取筹建医科学校时的做法，再次由该协会承担筹建工科学校的工作。于是筹建计划工作又转到曾主持筹建医科学校的克纳佩那里。不久德国一亚洲协会和促进在华德国文化工作委员会开始着手筹建工作，并于1909年11月发出正式捐款呼吁，开始为建工科学校筹集资金。
1910年11月14日，德国外交部、海军部、内政部、普鲁士文化部、普鲁士贸易部以及金融、贸易和工业界的代表举行了会谈，12月成立了下属于德国一亚洲协会的建立在华德国工科学校联合会，开始筹集资金。与资助筹建医科学校相比，德国工业界、商界和银行对筹建工科学校更感兴趣，所捐资金远远超过对医科学校的资助。截止1911年底，筹集的资金达到130万马克，其中包括德国政府部门的大笔款项。原计划先在上海、汉口各建一所工科学校，然后陆续在北京、天津、济南、成都等地建立，由于第一次世界大战爆发，除在上海建成工科学校（工学堂）外，其他城市均未建成。
1911年，根据普鲁士商业部的推荐，由在德国科隆国立联合机械学校任教的特许工程师贝伦哈尔德·贝伦子(Berrens)负责筹建工学堂。贝伦子于1880年9月19日，出生于德国爱菲尔斯达特·蒙特基尔。20世纪初，毕业于汉诺威工业大学机械系。曾任德国工程师中国联合会主席。1924年，德国但泽(Danzig)工业大学授予他名誉工学博士学位。
当时参加筹建的还有同济德文医学堂总监督兼总理福沙伯博士，德国驻沪副领事霍恩男爵(后改为副领事崔何而博士)和工程师柯尔段弗、麦尔等人。贝伦子先在德国向各著名的工厂募捐到大量实习工厂及陈列室需用的机器、模型，价值20万马克，并商请汉堡—美洲航线联合会和北德劳埃德公司，免费将设备运来上海；还筹措到一笔备用的经费；又得到德国掌管学校经费的行政当局资助10万马克。同时，医学堂校董会福沙伯、上海德国领事馆副领事霍恩、工程师柯尔段弗等人开始筹备。当年，在金神父路（今陕西南路）购地19亩。1912年春，开始建筑工科校舍。1912年4月，贝伦子来沪主持工学堂开办工作。
1912年，医、工两学堂合并为“同济德文医工学堂”。学校由福沙伯全面领导。贝伦子等3名工程师参加校董会，校董会成员从德文医学堂时期的18人增加为同济医工学堂的21人。同年6月，工科正式上课，暂借第二宿舍为教室。这时，学堂设医、工、德文3科，经费统一由校董会筹措。同年德文科学制改为4年。
20世纪20年代，“同济德文医工学堂”在德国被认为是“国际大学”。德国承认同济医科授课内容水准、考试成绩与德国大学相等，同济毕业生赴德深造，可以直接攻读博士学位。当时，美国学生赴德深造则须具备硕士学位。
1914年6月2日，学堂举行工科校舍落成典礼。中外来宾2000余人，极一时之盛。实习工厂规模很大，为当时国内各校所不及。
工科初建时，只有机电科，有学生6名。1914年，第一次世界大战爆发。11月，英、日联军侵占青岛，德人开设的青岛特别高等专门学校（1909年创办）被迫停办。该校一些教师和43名学生转来同济德文医工学堂。43名学生中有土木科30名（另医正科4人，法政科9人），为此，学堂增设了土木科。工科学制原定3年。第一年，半年理论教学，半年实习。经过2年实践，感到学制过短，决定延长为4年。
1916年，工科共有6个班级，预科、机电科、土木科各2个班级，学生271名；教师14人，其中德籍教师12人，中国教师2人。课程设有：机械学、工艺学、电工学、热动学、物理学、河海工程学、地道工程学、图式静力学、画法几何学、铁道学、力学、钢铁构造学、桥梁学、建筑学、中文等。
1915年下半年，由贝伦子倡议，江苏省当局支持，学堂增设机师科，培养目标是中等机械技术人员。1916年11月1日机师科开学，有学生70名，教师6人。学制4年，半天课堂教学，半天工厂实习。
此时，学校已设有德文科、医科、机电科、土木科和机师科。随着学校的发展，师生逐年增加，校舍不断扩建。1917年初，学生已有400余人。专职教师50余人。其中大多是德籍教师，这些教师大多有很高的学历，不少是德国大学教授。至1916年，学校建成第一、第二、第三、第四宿舍，风雨操场，运动场，病理学和卫生学课堂，X光室，工科讲堂，全校占地达47.5亩。学堂校舍经过几年陆续建造，已初具规模。
办学10年，学堂形成了注重实际、注重培养学生自主研究能力的德式教育模式。教材均使用德国医科、工科原版教材，德语为第一外语。自德文科二年级起，一律用德语进行教学。教师上课，采取演讲式，着重讲清概念、规律等基本内容，重启发诱导。有些教师联系个人实践经验，讲课更为生动实际。学堂在学习年限、课程设置方面特别重视学生实习。实习课力求培养学生掌握真刀真枪，力求更多地让学生自己动手。医正科，小手术由三年级学生自己做，大手术作副手，毕业班的学生要随教师施诊。
当时，参照德国大学的有关规定，同济工科学生第一学年首先在本校工厂实习；医科学生毕业后，必须实习1年，并提交科研论文，经审查合格可以参加博士考试。1915年毕业生李梅龄、1916年毕业生陈骧都是在宝隆医院工作2年后，取得博士文凭的。1917年2月，华董致教育部次长袁希涛（后为同济常务董事）的信中说，“开创以来，卓著成效，校外附有病院，校内置有工厂，设备之精良，远非他校所能企及”。