1978年以后，学校实行“两个转变”——恢复对德交流向国际性大学转变和由土木为主的工科大学向理工为主的多科性大学转变。
　　1995年，实现由教育部和上海市“共建”。1996年，上海城市建设学院和上海建筑材料工业学院并入。2000年，与上海铁道大学合并，组建成新的同济大学。2003年，上海航空工业学校划归同济大学管理。2004年，列为中组部直管高校。
　　2007年建校百年之际，同济大学已发展成为一所特色鲜明、具有国际影响力的综合性、研究型、国际化大学。2013年，学校提出“建设以可持续发展为导向的世界一流大学”的目标愿景。
　　同济大学始终把培养拔尖创新人才作为崇高使命和责任，确立了“知识、能力、人格”三位一体的人才培养模式，努力使每一位学生经过大学阶段的学习、熏陶以后，具有“扎实基础、实践能力、创新思维、国际视野、社会责任”五方面综合特质，成为引领可持续发展的专业精英与社会栋梁。创校至今，先后培养了30余万名毕业生，造就了一大批杰出的政治家、科学家、教育家、社会活动家、企业家、医学专家和工程技术专家。校友中当选中国科学院、中国工程院两院院士的有140余人。
　　同济大学已建成世界规模最大的“多功能振动实验中心”、国内第一个“地面交通工具风洞中心”、国内第一个“城市轨道交通综合试验平台”、国内第一个“海底观测研究实验基地”等一批重大科研平台。先后承担了一系列国家重大专项、重大工程科研攻关，取得了大跨度桥梁关键技术、结构抗震防灾技术、城市交通智能诱导、城市污水处理、新能源汽车研发、国产化智能温室、大洋钻探、心房颤动分子遗传学等标志性科研成果。
　　秉承“与祖国同行，以科教济世”的优良传统，学校长期注重发挥优势学科和基础研究的溢出效应，不断拓展社会服务的形式和领域，积极为国家和地方社会建设发展作出贡献，为国内桥梁与隧道、铁路与城市轨道交通、水环境治理、抗震救灾、洋山深水港、上海世博会、崇明生态岛、新能源汽车等重大战略需求提供了强有力的科技支撑。学校与地方政府联合推动建设“环同济知识经济圈”，产值从初期2005年的不足30亿元发展到2015年的305亿元，开创了“三区融合、联动发展”校地合作的典范模式。
　　学校积极拓展国际合作，在对德为主的合作基础上，发展为以对欧洲合作为中心，拓展北美、辐射亚非的布局，