眾所周知，清華在建校之初就是壹所赴美留學的預備學校。當時，兩層樓的“清華學堂”是清華校園最高的建築。1913周宜春任清華學校的校長提出了逐步把清華變成壹所獨立大學的想法。為此，學校在1914成立了“工程系”，進行大規模的校園建設。
從1916到1920，開始了圖書館、體育館、科學館、禮堂等清華歷史上“四大名樓”的建設，成為這次建設的重要成果。
這些建築由美國建築師墨菲和被稱為“中國第壹建築師”的莊俊設計並監制。這四座建築多為紅磚青瓦、銅門鋼窗，雕花梁柱、富麗堂皇的拱門等歐洲古典建築的元素都包含在內，內部裝修也盡量歐式，甚至很多建築材料和內部設備都是進口的。
它們與清華學堂、同方系共同構成了清華早期校區的主要建築，為中心校區的建設奠定了歐式建築風格，也為學校發展成為獨立的大學奠定了物質基礎。現在它們已經被列為全國重點保護文物。它們也成為壹代又壹代清華人心中的殿堂。
圖書館共兩層，壹期總面積2100多平方米，地面為軟木、花崗巖、玻璃鋪裝。據說年輕的錢偉長是聽了表哥描述的圖書館裏的透明玻璃地板後，決定報考清華的。早期的清華學生把泡在圖書館叫做“挖礦”。江洋先生說:“我在許多學校學習過，我最喜歡的是清華大學；在清華，我熱愛圖書館。”
觀眾席擁有羅馬風格的穹頂主體，開放式的大跨度結構，配以漢白玉的Onek式門廊，是意大利文藝復興時期最具古羅馬和古希臘藝術風格的建築。禮堂及其前的草坪長期以來承擔著開學和畢業典禮、大型集會、報告和演講等重要功能。
如今，禮堂裏懸掛的“人民文化復興”的牌匾，從建成後就壹直掛在這裏，每次翻修禮堂都要重新粉刷。今天，它仍然是許多學生活動和電影放映的主要場所。
科學館為三層建築，總面積約3550平方米。它有暗紅色的磚墻和灰色的坡頂，大門上方刻著古老的英文單詞“SCIENCE BVILDING”和“SCIENCE”。科學博物館的設施相當先進。從1926成立物理系，1929成立清華理學院，到1999新理科樓落成，物理系將其作為系館，至今仍為物理教學樓。
到公元1931年，館內所有實驗室約有3000種儀器，價值6萬余元，是當時國內最先進的物理教學樓之壹。這裏曾經有許多著名的物理學家和數學家在此任教，湧現出許多數學和物理學大師，不愧為中國近代科學的搖籃。
1919，體育館竣工。它的原名是“羅斯福紀念館”。體育館外的柱廊上鑲嵌著美國總統西奧多·羅斯福的頭像和紀念碑，但其痕跡現在已經無法追溯。體育館內有先進的體育館、室內籃球場、手球場和壹條80碼的懸空跑道，是當時中國乃至遠東最好的體育館。