1908年，周自齐从美国回国，任外务右参。

不久，又迁升左参、右丞、左丞等职。同年，美国政府决定退还庚子赔款中的部分款项，用于办学校和送中国学生去美国留学。

1928年正式更名为国立清华大学。周自齐在任游美学务处总办和清华学堂监督期间，亲自主持选拔工作。他选拔留美学生的原则是“宁缺勿滥”，学生的中文要通达，身体要强壮，品行要纯正，家世要清白，还不能有破相。经过考试和精心挑选，前后共选派三批、180名留美学生。这些留美学生中很多人以后都成了国家的栋梁之才，如梅贻琦、赵元任、竺可桢、胡适等。