徐悲鸿回到上海后，立即来到辛家花园拜访康有为。康有为对他的归来表示高兴，并感谢他送来的礼物。
康有为看到他们带回来很多美术印刷品，极为赞赏：“你们很有见识，我们要学习外国的好东西，不论是东洋的，还是西洋的。”
徐悲鸿说起自己想到法国学习、考察的愿望。康有为以为：“欧洲正有战事，不妨先去北平，那里是中国文化古都，对绘画事业大有好处，也可借机做些准备，待战事一停，即可奔赴欧洲深造。”
康有为挥毫写下“以壮行色”四个大字赠送徐悲鸿，并让他带去几封信，托朋友们多多关照徐悲鸿。徐悲鸿和蒋碧薇踏上了北上的旅程。
1917年12月，徐悲鸿和蒋碧薇搭上从上海到塘沽的轮船。为了节省路费，徐悲鸿在上海买的是三等舱的船票。
乘坐三等舱的大都是穷苦大众和落魄的知识分子等，在贫困和流浪中长大的徐悲鸿对此是处之泰然的，因为他的生活向来很简朴，而且，很愿意和下层社会接触，他对劳动人民有着深厚的同情。
但是，对出身于家境比较富裕的蒋碧薇来说，和这些下层社会的劳动人民相处，而且住在一个舱房里，使她觉得难堪、有失体面，心里十分委屈。
她又一次感到，徐悲鸿只爱艺术，并不爱她。她不能理解，为什么徐悲鸿能拿数以百计的钱去购买艺术品，却不愿拿几十元替她买一张头等舱的船票；生活中的阴影继续在她的心里扩大、加深，使她感到无限的悲伤和哀怨，以致一路上很少主动和徐悲鸿说话。
经过几天的颠簸，他们来到了北京。
徐悲鸿先住在东城方巾巷。他安顿好妻子，就带着康有为的亲笔信和自己的几幅作品去拜见罗瘿公。
罗瘿公是康有为的大弟子，在北京颇有名气。罗瘿公看了悲鸿的作品，非常惊喜，当即给教育部长傅增湘写了一封措辞恳切的推荐信，盛赞徐悲鸿是个不可多得的人才。希望教育部在派遣出国留学生时，能让徐悲鸿去法国深造。
傅增湘先生是四川人，中等身材，体态瘦削，是个读书人，有藏书的癖好，态度平易近人。
第二天，徐悲鸿乘车去教育部找傅增湘先生。傅增湘看到罗瘿公的推荐信后，面带微笑地对悲鸿说：“能不能看一看你的作品？”
于是，徐悲鸿又将自己的素描、水彩和中国画多幅，送到了教育部。几天后，他再去见傅增湘先生，颇受夸奖。傅增湘确认徐悲鸿是一位很有发展前途的青年画家，热情地对悲鸿说：“可惜现在欧战未停，你可稍稍等待。如果将来派留学生去法国，一定不会遗忘你。”
这使徐悲鸿感到这位教育部长很诚恳，似乎没有官场交际的那种虚伪和托词，心里十分感动。
在北京等待留学的日子里，徐悲鸿结识了华林。这个身材高大的青年，在北京文化界很活跃，常为北京的报刊撰写文章，文笔很锋利。他尚未结婚，单身一人租住了东城方巾巷一所四合院内三间厢房，徐悲鸿便向他分租一半居住，成为紧邻。
经华林介绍，徐悲鸿拜访了蔡元培。蔡元培是北京大学的校长，也是一位很重人才的前辈。
蔡元培先生早先看到过徐悲鸿的一幅奔马图，很为欣赏。他对朋友们说：“徐悲鸿此人才气横溢，在振兴中华的事业中，依我看来，他自己就是一匹势不可当的千里马。”
蔡元培没有想到，在罗瘿公的陪同下，徐悲鸿叩门来拜望他了。
蔡元培顿时大喜，把他们让进客厅，做上宾招待。谈话间，蔡元培兴致盎然，问道：“徐先生，你笔下的奔马，很鼓舞人的斗志，你为何对画马这么有兴趣呢？”
“蔡先生，你真是太过奖了。我的画还很不成熟，以后还要请蔡先生多指教。”
徐悲鸿说：“马是农民的重要工具，与人们的生产、生活有着密切的关系，并且马是勇往直前的象征。”
蔡元培手托下颌，频频点头。
北京大学没有美术系，但向来重视人才的蔡元培，专门设立了一个画法研究会，特地聘请徐悲鸿担任导师。
北京是一座有着几千年灿烂文化的古都，红色的宫墙、雄伟的宫殿、高大的松柏，都强烈震撼着徐悲鸿的心灵。
徐悲鸿在研究会指导别人作画的同时，经常出入故宫和一些收藏家的门庭，大量观赏中国古代绘画珍品，饱览历代名家真迹，并精心研读古代许多名家的国画论著。
他徜徉在北京街头，用心去感受劳动人民智慧的光芒，吮吸中国古代文化的气息。在故宫博物院，悲鸿看到了大量的古代文物，如古代绘画、陶瓷、青铜器、玉器等，开阔了他的眼界，提高了他的欣赏水平。
徐悲鸿在北京大学工作后，除指导画法研究会的学生作画外，还给他们讲授绘画理论。
当时，北京的知识界十分活跃。《新青年》、《每周评论》等进步刊物，对封建思想展开猛烈的抨击，传播着民主主义的思想和文化。徐悲鸿受到深刻的影响。
画家陈师曾那时也在北京大学画法研究会任导师，他常和徐悲鸿一起谈画论诗，有时，也一同去故宫博物院欣赏那些优秀的古代绘画。有一次，他俩站在宋代画家范宽的杰作《溪山行旅图》前，不禁为之神往。第二天，徐悲鸿又特意将画法研究会的学生们带来。
徐悲鸿指着范宽的《溪山行旅图》说：“宋代的画家都是刻意写实的，但极重神似。范宽居大华，经常见到雄峻的高山，所以他画的多是重峦叠嶂，而董源住在江南，所画的多是平原景色。这都是由于师法造化，所以能画出真情实景，予人以亲切之感。”
徐悲鸿兴致勃勃地接下去说：“我觉得唐代的一些画家，如吴道子、曹霸、王维，他们的作品虽然没有流传下来，但一定是美妙无比的，因为当时的人们那样称颂他们。例如杜甫称赞曹霸画的马‘一洗万古凡马空’；苏东坡称赞王维‘吾于维也敛在无间言’；至于吴道子，苏东坡尊之为‘画圣’。王维诗中有画，画中有诗，那样的画卷一定能使人陶醉。至于李思训、阎立本的手迹，尚能考见，使人觉得真气逸出，雍容华妙。稍后，周访的仕女图，也是罕见的高手之作。”
徐悲鸿如数家珍似的谈论着，眉宇间浮现出一片真诚的喜悦。
学生们被他精辟的论述感染了，一个个情绪饱满，眼里闪着激动的光芒。
转眼到了夏天。北京的白蛉子特别多，这种小如芥末的飞虫，咬人奇痒。在方巾巷狭窄庭院居住的悲鸿深以为苦。幸好这一年暑假，北京大学组织教师和学生去香山避暑，徐悲鸿便报名参加了。
香山公园是一个面积有160公顷的天然公园，最高处海拔557米。旁边的碧云寺依山建筑，层层上升，有描金彩画的亭台塔院，又有汉白玉的石台和雕栏，周围古木参天，门前流水泥漏，优雅别致，宛如仙境。
香山原有香山寺，建于1186年，元明两代都曾修建，清代还在这里建筑了行宫。但英法联军和八国联军先后抢掠焚烧，大部分建筑都已变成废墟。
徐悲鸿和北大的师生们在这里游览凭吊，深感国家的衰败。徐悲鸿伫立在残垣断壁之中，胸怀激荡，忧国忧民之情油然而生。
夏日的香山，郁郁葱葱，峰峦叠嶂，寺庙隐在深山中，重门叠户，曲径通幽。
徐悲鸿置身于苍松翠柏中，感其意，动其情，创作了《西山古松柏》、《晴岗翠嶂》等画。他除了画画、教画，还利用空闲时间观赏了许多古代名作，如明代边文进、孙隆、台纪的双钩着色画；明代林良、徐渭及清末朱耷的水墨写意画；清代恽寿平的没骨画；唐代韩干、曹霸，宋代李公麟，元代赵孟的马；还有各种小品，像边寿民的芦雁，杨晋的牛，赵兼善的虎，尹野的驴，吴道子、任伯年的人物，以及高凤翱的左手画，高其佩的指画等。名家大师的手笔，使徐悲鸿受益匪浅，他感到，自己的眼界开阔了，自己的艺术知识丰富了。
香山归来，徐悲鸿的创作热情越来越高，对于名家之作，他潜心研究，仔细揣摩，尽力收藏。他把名作的画理、画法进行综合归纳，结合自己的创作体会，加以创新，走自己的写实主义道路。
徐悲鸿学画从不满足，且处处留心。
一天，徐悲鸿在朋友家看到一把扇子，不由得伸手拿起：“好，虽也是红花绿叶，却做到立意新、构图新、笔墨技法新，堪称天下第一！”
徐悲鸿对他看重的事物，总是极力推崇，不惜褒奖之词，“天下第一”是他的口头禅。朋友说：“白石这幅画确实技法惊人。”
徐悲鸿也赞叹道：“这才是真正的艺术大师，南吴（昌硕）北齐（白石）可以媲美。”
“怎奈画坛腐败，像齐白石这样出身卑微的艺术家，画得再好，一些人还是看不起他。”徐悲鸿愤愤地说，“我要是艺术大学校长，非聘请他为教授不可！”
当时正是五四运动的前夕，俄国十月革命已经成功，但欧战尚未结束。许多爱国的知识分子都系心于国家的安危。
北京大学校长蔡元培采取“兼容并包，思想自由”的办学方针，不仅使北京大学成为学术研究的中心，也使北京大学成为刚刚兴起的新文化运动的摇篮。
陈独秀、李大钊、鲁迅等人的文章和讲演，成为人们谈论的中心。
新文化运动强烈地冲击着当时的知识分子，徐悲鸿也受到影响。他和北大的一些教师们常三五成群地坐在碧云寺的台阶上，讨论救国救民之道，也谈论各自的抱负。虽然他们还没有透彻理解和接受马列主义，却接受了“民主与科学”的口号，希望它们可以救中国。
1918年12月的一个午后，徐悲鸿打开一期刚出版的《新青年》杂志。顺着目录提示，翻到署名鲁迅的一篇文章，兴致勃勃地看起来。
对鲁迅的名字，他并不生疏，因为他读过，也很喜欢鲁迅的文章，特别欣赏鲁迅充满激情、言辞犀利的独特风格。今天，他看到鲁迅的小说《狂人日记》，不由得念出声来：“每页上都写着‘仁义道德’几个字。我横竖睡不着，仔细看了半夜，才从字缝里看出来，满本都写着两个字‘吃人’……将来容不得吃人的人，活在世上。”
读到此，徐悲鸿不禁拍案叫绝。
说来也巧，过了一些日子，徐悲鸿收到了北京大学教授刘半农的请帖，邀请他于1918年12月22日晚，到东安市场中兴荣楼与鲁迅先生聚会。
徐悲鸿高兴极了，盼着这一天快快到来。12月22日是星期天，晚饭后，徐悲鸿穿上棉袍出了门。外面冷风刺骨，路上行人稀少，路边不时有乞丐向他讨钱。
一个瘦弱的老太太领着两个孩子，请求徐悲鸿给一点施舍，让他们吃上一顿饱饭。徐悲鸿望着那一老两少孤苦伶仃的样子，一种强烈的同情心油然而生。他想到了自己的遭遇，泪水溢满了眼眶。他把自己的围巾取下来，围在小一点的孩子的脖子上，又掏出一些钱来，放在老太太手里。
老太太连连道谢。徐悲鸿不忍再看他们，疾步向前走去。他边走边想，中国的现实不正是《狂人日记》中描写的那样吗？人吃人，处处充满着险恶、虚伪。
徐悲鸿来到中兴荣楼，刘半农和鲁迅先生已经先到了。徐悲鸿高兴地同鲁迅先生握手问候，随后倾心而谈。他们从上海谈到日本，从中国的过去谈到中国的现在。两人一见如故，各抒情怀。他们针对时弊，抨击其腐败，嘲讥当权者；而对艺术的发展，则感悟至深，提倡创新、改革。
他们海阔天空，谈上海，谈东京，谈过去，谈现在，谈文学，谈绘画，时而激动，时而愤恨，有时痛感民间疾苦，有时讥刺当权之流。鲁迅吐出一口烟说：“你这画画的和我这做文章的，都是用笔作战的战士。太伟大的变革，我们是无力表现的，不过，我从来是不悲观的。我们即便不能表现它的全部，也可以表现它的一角！”
徐悲鸿连连点头，表示赞同，他说：“关于作画，我有一个体会，倘若不去表现人民大众的思想情绪，只是关起门来照着芥子园画谱和‘四王’的模式作画，那是比较容易办到的。但这样的画，不管你画得多么细腻，多么好看，也没什么意思。然而，要想冲破‘四王’，反映社会现实，实在是难啊！”
“是艰难，”鲁迅点头表示赞同，接着他加重语气说，“不过战士是不怕艰难的。地上本来没有路，人走得多了也就成了路。所以，我们要用手中的笔，开辟出一条路来！而你的画就已经冲破了‘四王’的束缚；路已经在你的脚下展现出来了。”
鲁迅有些激动，他接着说：“十月革命后，我看到了新世纪的曙光，决心打破沉默，为新世纪的到来呐喊！”
与鲁迅的这次相会，对徐悲鸿无论是在思想上，还是在艺术上，都有很大帮助。作为一个青年画家，他立志要把自己的命运同祖国的命运联系在一起，为中国的强大，为民族的自尊，献出自己的一份力量。
北平比起上海来，人们更为喜爱京戏，罗瘿公就是个京戏迷。徐悲鸿本来就对京戏表演艺术十分赞赏，一到北平，机会甚多，两人便经常出入戏院。
当时，罗瘿公为了宣扬程砚秋的艺术，每逢程砚秋演出，他就将戏院的前几排座位都包下来，买了票请朋友们去看戏。罗瘿公爱重程砚秋的才华，亲自教程砚秋书法和诗词歌赋，亲自为程砚秋编写剧本，教程砚秋熟悉剧本的内容和人物性格。
后来，罗瘿公又助他拜梅兰芳为师。他那份扶持人才的热心，确实感人肺腑。如果没有罗瘿公的爱护和栽培，程砚秋的才华很可能永远被淹没在旧社会的污泥浊水中。
徐悲鸿被罗瘿公这种爱才和自我牺牲的精神深深感动，也被程砚秋的艺术所吸引，每逢程砚秋演出，他是必到的，成为最热情的观众之一。
他对京剧的浓厚兴趣，就从这时开始，渐渐地，他自己也能唱些段落了。但是，蒋碧薇却对此产生了反感，她既不愿和徐悲鸿一起去看戏，又不愿一人独坐家中。
蒋碧薇不愿去剧院，徐悲鸿却坚持要去。他常说：“京戏同国画一样，是中华民族优秀的文化艺术，要真正弄通中国绘画艺术，京戏能不看吗？”
见蒋碧薇还不情愿去，他又说：“绘画讲究笔断意不断，京戏则讲究声断气不断。梅兰芳先生说得好，他从欣赏国画中，体会出舞台的身段，正如古人从舞剑中体会出狂草笔法一样，可见艺术之间，有相同相通之处，是相得益彰的。”
徐悲鸿缓和语气劝道：“尽管你兴趣不大，我还是劝你去看看梅兰芳的《天女散花》，不能不看啊，对你学音乐、写字，甚至吹箫都会有启示。”
然而，蒋碧薇却带着不满的口气嘲讽说：“罗瘿公捧程砚秋，这说明什么呢？只不过说明文人无行罢了！”
徐悲鸿惊讶地望着妻子：“你怎么能这样说？”
“为什么不能这样说？罗瘿公为了捧程砚秋，把家都搅得乱七八糟了，这还不够，他还想搅到别人家里来！”
徐悲鸿耐心地说：“罗瘿公是真正爱重程砚秋的才华，这和无聊的文人寻欢作乐不一样。他是在培植一颗艺术明珠，培养一位有才华的京剧艺术家，使中国京剧后继有人。”
“艺术！艺术家！看你说得多么冠冕堂皇！”蒋碧薇愤愤地说，“你不过是参加捧戏子罢了！”
徐悲鸿难过地感到有什么东西横亘在他们之间，感到在对待艺术和艺术家的态度上，他们有着多么令人难以置信的距离。
梅兰芳的《天女散花》首场演出，轰动了整个北平。一些戏迷大为兴奋，徐悲鸿和罗瘿公更不用说。一天罗瘿公来到徐悲鸿家，让他为梅兰芳画一幅像。
其实，在徐悲鸿初次见到梅兰芳时，梅先生就曾表示，很希望得到徐先生的一幅墨迹。徐悲鸿因没考虑好画什么，故一直没动笔。今天，要求重提，他觉得应该动笔了，他经过一番思考，决定为梅兰芳作一幅《天女散花图》，第二天便投入了创作。
徐悲鸿先到戏院，速写梅兰芳舞台演出形象。接着又到梅兰芳家里拜访。梅兰芳按照徐悲鸿的要求，拿出很多戏装、头饰、剧照等让他观看。他也趁此机会，细细端详梅兰芳的相貌特征，并翻开随身携带的本本，当场勾画出一张又一张速写。
徐悲鸿一旦动笔，几天连续，《天女散花图》一气呵成。这是一帧立轴，长约4尺。画成之后，又在画上题写小诗一首：“花落纷纷下，人凡宁不迷。庄严菩萨相，妙丽藐神姿。”题款是：“戊午暮春为畹华写其风流曼妙，天女散花之影，江南徐悲鸿。”
在这幅中国画上，既有西洋画的写生技法，又有中国画的线条和勾勒，使婉丽多姿的天女栩栩如生。
罗瘿公看后，赞不绝口：“妙笔，妙笔！徐先生真是名不虚传的大师，落笔有神，貌似神似，可称得上是传世之作！”他欣然提笔，在画面上题诗一首：
后人欲识梅郎面，
无术灵方可驻颜。
不有徐生传妙笔，
焉知天女在人间。
这幅画由罗瘿公送给了梅兰芳。梅先生如获至宝，欣喜异常，立刻挂在了客厅里，以供来人欣赏。
梅兰芳的《天女散花》引起轰动，徐悲鸿的《天女散花图》也因其栩栩如生、形神兼备，而赢得人们交口称赞，传颂一时。
有一位显赫人物在梅兰芳家看到了《天女散花图》，便朝思暮想，怎样请徐悲鸿为自己画一张像。可他身居要职，不愿登门求画，一怕有失身份，二怕遭到拒绝，想来想去，终于有了主意：宴请徐悲鸿，席间提出请求。
不多天，徐悲鸿果然收到大人物送来的精致请柬，他本想推辞，怎奈蒋碧薇一味催促，他只好作了让步。
徐悲鸿徒步来到大人物的官衙，随着人流走进客厅。西装革履的先生们和浓妆艳抹的女士们，自有招待员奉承接待，签名留念。而徐悲鸿却被人看作某位先生的随从，被冷落一旁，无人理会。
他觉得也无须去通名报姓，便独自坐到一边的沙发上，听着那些人的高谈阔论。大人物这时出现在客厅里，对客人或抱拳，或握手，只见他踌躇满志，至尊至贵，一些客人也极力奉迎。忽然，他发问道：“嗯，徐悲鸿怎么还没到？”
这时，梅兰芳先生走进客厅。客厅里的人都一起围上去。徐悲鸿也在一边站起来。梅兰芳一眼就看见了悲鸿，径直走到悲鸿面前，热情地说：“徐先生早到了。怎么您在这……”
大人物一愣，不解地望着梅兰芳：“梅先生，这位是……”
梅兰芳惊讶地说：“怎么，你还不认识？他就是画法研究会的导师徐悲鸿啊！”
那位大人物恍然大悟，连连道歉：“失礼，失礼！”
徐悲鸿客气地对大人物说：“我本不是来赴宴的，而是对你的盛情表示感谢的。今天家里还有朋友在等我，就不能参加宴会了，请多多包涵。”他又向梅兰芳道歉：“梅先生，恕我不能陪您，请原谅！”
说完，徐悲鸿与梅兰芳握握手，便走出宴会大厅。
不久，中国教育部开始向欧洲派遣留学生，名单发表后，竟没有徐悲鸿的名字。徐悲鸿怀着非常失望和气愤的心情给傅增湘先生写信，责备他食言，措辞十分尖锐。信寄出去以后，没有回音。徐悲鸿按捺不住，又去见罗瘿公。
罗瘿公叹息地说：“傅增湘部长接到你的信了，他非常生气。”
徐悲鸿仍十分激动地说：“傅增湘先生既然不打算派我留学，当日就不该答应我，如果这是出于寻常人之口，当然可以不计较，但傅先生是位读书人，我原以为他不是敷衍我。”
徐悲鸿没有放弃希望，耐心地等待着。
1918年11月11日，第一次世界大战结束。消息传来，举国欢腾。随后不久，听说中国教育部将继续派遣留学生去欧洲学习。
于是，蔡元培校长写信给傅增湘先生，为徐悲鸿斡旋。傅增湘先生很快复信，表示不食前言。徐悲鸿立即前往教育部，向傅增湘先生致谢。
很多年以后，悲鸿回忆起这段往事，曾慨叹地写道：
我飘零十载，转走千里，求学之难，难至如此。我对黄震之、傅增湘两位先生，是终身感戴其德，而不敢忘记的。