经过了一段时间的自学和准备，转年，也就是一九零九年新学期开学的时候，傅斯年考上了侯延塽、英敛之等人，为他精心选择的天津府中学堂。
学生的素质，疑也是保障学校学习质量的极重要的资源，进这样的学校是需要严格考试的。
20世纪之初，在维新变法、兴办新学思想的影响下，当时天津的贤达之士高凌雯、王世芸等经过各方努力，于清光绪二十七年正月十九（1901年3月9日），将“稽古书院”旧址改设为“天津普通学堂”，高凌雯、王世芸担任董事。“天津普通学堂”开国人自办中学堂之先河。从开办之初，在授课方式、课程设置基本已达到近代中学教育要求。在各方的努力和支持下，天津普通学堂办学效果良好，成为天津乃至全国的中等教育事业的一面旗帜。
清光绪二十八年（1902），和八国联军议和后，天津地方官府恢复。经过地方士绅与官府协商，认定天津普通学堂以官办为宜，遂于清光绪二十九年（1903）春，移交天津知府衙门，更名为天津市官立中学堂。
自此，这个天津市第一所官立中学堂诞生。学校致力于国民教育，招收的学生多为家境一般或清贫的劳动人民子弟。此后几十年，官立中学堂的校名经历多次改变，但民间仍常用“官立中”一名，可见其名声之大。
光绪三十一年（1905）学校改名天津府中学堂。
1928年，直隶省改名河北省，本校改名为河北省立第一中学校。
1945年9月学校复名河北省省立天津中学校。
1949年8月1日，学校更名为天津市第三中学。1960年9月，天津三中由芥园道铃铛阁旧址搬到现在（丁字沽一号路）的新校址。（所以称第三中学，是因为天津实行中学数字为序时，已经先有第一、第二中学了）
走过一个多世纪，名驰海内的原天津府中学堂，现在的天津三中洒下一路豪歌，培育了万千英才。
这所中学建校至今，除傅斯年外，还培养出众多在各个领域具有影响和贡献的人才，如冶金物理化学家魏寿昆、数学家王寿仁、水力发电工程专家李鹗鼎、地质专家刘宝珺、地质矿床专家翟裕生、核物理专家刘广均、小儿外科专家张金哲、中国临床内分泌学奠基人之一朱宪彝、中国临终关怀学创始人崔以泰、语言学家张志公、文学评论家侯金镜、书法家刘炳森、油画家郭绍纲和戏剧家邢野、石羽……此外，有近二十位大学校长曾于中学时代在此就读。
原广东省第一书记，中国改革开放的元勋任仲夷也毕业于此校。任仲夷的父亲，一直当老师的任研佛，所以为儿子选则这所学校，当然是因为这是河北省最好的中学。
那是一九二八年秋，当时，这所誉满津门的中学名字是河北省立第一中学。
一九零五年，对天津府中学堂的发展，起到重大作用的王用熊成为学堂的堂长，后改为校长。
王用熊校长曾同严修等一道去日本考察教育，回国后更新教育观念，改进办学举措，其在任期间奠定了学校教育教学的基本格局。他规范管理体制和课程设置，重视体育运动和社团活动，积极推进师资力量建设，所聘教师注重资历、品行，均有专长。学校当时人才荟萃，治学严谨。
王用熊任校长期间，不断深化办学宗旨，提出“公勇、诚朴、勤慎、和厚”的校训，对学生实施较深的普通教育，为学生毕业后从事各项实业或升入高等学堂打下坚实的基础。
王用熊校长在任十五年，傅斯年在校学习四年，正是在王用熊的任职期间。这也是这个学堂发展比较好的历史时期。
天津府中学堂与傅斯年先前读书的私塾、东昌府立小学堂相比，可谓天壤之别。
“高大的梧桐树、槐树，铺一地绿荫。院子里有水池，池里种着水莲花，初夏时节满池白花；甬道两旁种着木槿花、紫丁香、美人蕉，一片浓郁的香气……”
置身于这样的校园中，傅斯年真的是耳目一新。
傅斯年在天津府中学学习的四年半时间里，系统的接受了近代新式中等教育。数学、物理、化学、生物、外语，这一门门的新学科、新知识，把他带进了一个全新的知识世界。傅斯年知道自己所以来天津就是为了学习这些知识的。他知道，如果没有侯延塽等人的资助，他是不可能来这里读书的。他知道这机会是多么的难得，他深知，即使不是为了自己，不是为了母亲和爷爷，就是为了侯延塽等这些帮助自己的人，他也要珍惜这次学习的机会。因此他特别努力的学习，用心学习每一门知识。
开始，由于这些新学科，他是第一次接触，而别的同学，在来这个学校前，有些人已经有了相当的基础，在起跑线不同的条件下，除了国学这门课他让人望尘莫及外，别的学科，他还没显示出实力。但学了一段时间后，他便在所有的科目，都遥遥领先了。