西北联大的领导体制为校务委员会制。由原北平大学校长徐诵明、北平师范大学校长李蒸、北洋大学校长李书田等组成校务委员会，上述3人为常委，管理校政。学制一般为4年，医学院为5年。此外，还附设大学先修班，招收高中毕业生，学习一年，成绩优良者，可保送上大学。其他中学毕业生则需经过国家大学统一考试才能入学。1938年7月，工学院单独设立，称国立西北工学院（由北洋工学院与北平大学工学院、东北大学工学院(今东北大学)和私立焦作工学院（今中国矿业大学）合并而成）；农学院与国立西北农林专科学校合并，称国立西北农学院；教育学院改称为师范学院。1939年7月，西北联合大学改称为国立西北大学，共有文理学院、法商学院、师范学院、医学院4个院。不久，师范学院和医学院又相继分别独立为西北师范学院和西北医学院。文理、法商学院组成西北大学。1941年起，西北师范学院陆续迁往兰州，发展为现在的西北师范大学。

1946年初，西北工学院大部分师生返回天津，与泰顺北洋工学院、北洋工学院西京分院、和北洋大学北平部等合并复校，并复名为国立北洋大学，私立焦作工学院返回河南复校，部分教师仍留在当地担任西北工学院教师。1950年焦作工学院迁往天津更名为中国矿业学院。1951年9月22日，北洋大学与河北工学院合并后，更名为天津大学。

同年，西北师范学院学校师生亦大部分陆续迁回北平复校，部分教师留在西北，充任西北大学、西北师范学院教师。国立北平师范大学至此得以复校。1949年9月，北平改名为北京，学校也正式更名为北京师范大学。

西北联大农学院（国立西北农学院）部分在1945年抗战胜利后在北京原址复校重建，改属北京大学，成为北京大学农学院。1949年，北京大学农学院、清华大学农学院、华北大学农学院、辅仁大学农学系合并组建北京农业大学（今中国农业大学）。而留在陕西的一直扎根杨凌，现为西北农林科技大学。