6月28日是巴黎和约签字的日子。徐世昌态度暧昧，一直不肯下拒签的训令，但又不敢公然下令签字。6月24日，学生们忽然接到消息，说政府已训令中国的巴黎和会专使，在和约上签字。大家的情绪，又激动起来了。
27日，几百名学生聚集在新华门外，向徐世昌请愿，要求他下令拒绝签字。他们露宿在总统府前，通宵达旦不散，坚持了两天一夜。最后，徐世昌当面承诺，专使如未签字，即电令拒绝签字；如已签字，则将来和约送到中国时，一定予以批驳。
各界纷纷致电巴黎，敦促中国专使万勿签字。陆征祥是欧美同学会会长，蔡元培是总干事，王宠惠、叶景莘是副总干事，蔡、王、叶三人联名致电陆征祥，电稿由叶景莘起草，最后称“如签，回国不利”。“蔡以为不应恫吓他而删去了。但国民外交协会连去三电，第三电全文为‘公果敢签者，请公不必生还’。此外各处去电必有更激烈的。”叶景莘《巴黎和会期间我国拒签和约运动的见闻》。《中华文史资料文库·政治军事编》（二），中国文史出版社，1996年版。
据《华北明星报》（英文）说，巴黎中国议和专使团先后收到国内国外团体或个人关于和约的电报，共七千余通。在国内强大的舆论支持下，6月28日，在巴黎的中国代表团，由陆征祥领衔，包括代表顾维钧、王正廷、施肇基、魏宸组，致电徐世昌，决定拒绝在巴黎和约上签字并辞去代表职务，并通电各参战国家，说明拒绝签约的理由。
巴黎和约在凡尔赛宫签字时，中国代表拒绝出席。顾维钧在回忆录中，激动地写道：“这对我、对代表团全体、对中国都是一个难忘的日子。中国的缺席必将使和会，使法国外交界，甚至使整个世界为之愕然，即使不是为之震动的话。”《顾维钧回忆录》（一）。中华书局，1983年版。
诚如胡适所说：“现在中国专使居然不签字了。将来一定有人说这是‘电报政策’的功效。其实不然。这一次七千个电报所以能收效，全靠还有一个‘五四运动’和一个‘六五运动’。要不然，那七千个电报都只是废纸堆里的材料。”胡适《七千个电报》。《每周评论》第29号，1919年7月6日。7月25日，全国学生联合会宣言结束罢课。从5月4日开始，长达两个多月的学生运动，至此告一段落。
然而，这时除陈独秀之外，尚有北京学生会的孟寿椿、鲁士毅、江绍原等多名学生领袖（张国焘说是11位，罗家伦说是20多位），被北京地方法院用拘票逮捕，准备公开审讯。他们被捕的原因，不是游行示威，而是“私设公堂”。据罗家伦记叙：
政府的目的，是要逼走蔡孑民先生，所以他们要胡仁源来买通一批投考的学生，来占据北大学生会，硬把学生会的图章抢去，以学生会的名义，欢迎胡仁源到校。同时教育部方面，胡仁源已预备好上任的汽车。谁知此谋不密，被北大学生会中人知道了，当时便召集紧张会议，每一个人发一个特别符号，集合在第三院，时三院的被买及投考学生，正议“夺帅印”的事，还没有完结，哪知这边去了两三百个人，一个个的把他们擒住了，并且带了纱麻绳把他们捆将起来，便在法科大礼堂设立公案，推举出了五个审判官，来审判这些人的罪状，他们也陆续的把被买经过供将出来，大家又逼他们写悔过书，写了悔过书还要他们在悔过书上盖手印，再拍了一个相，然后把他们放了。
从学潮最初针对外交问题，到后来转向国内政治问题，从和平示威，到火烧赵家楼，到设立学生法庭，可以清晰看到，学生运动是如何一步一步，从一场单纯的爱国运动，走向革命的过程。青年是如何从文化的觉醒，走向政治的觉醒。这不是哪个人物，或政治集团预设的路轨，而是历史发展到这个阶段，瓜熟蒂落、水到渠成的结果。
当局以学生会“私设公堂和逼迫人行使无义务之行为”，拘捕了一批学生领袖。由于暑假已经开始，多数学生都各散东西，要再组织集体抗议活动，殊不容易。张国焘说：“学生会的一部分重要人物到上海等地去了，一部分重要职员被捕了，还有一些从前较活跃的同学，因避免被捕，不再露面或暂不返京。”张国焘《我的回忆》（一）。东方出版社，1991年版。
罗家伦负责营救被捕学生的工作。他说：“我几乎天天晚上要和律师刘崇祐接洽。许多上诉状都是我写的，这场官司打完了，我倒因此得到了许多关于法律的知识。”罗家伦《蔡元培时代的北京大学与五四运动》。台湾，《传记文学》第54卷第5期，1978年5月。刘崇祐是研究系的领袖之一，义务为学生打官司。
李大钊成了学生们的军师，北大的师生经常在图书馆开会，商量营救陈独秀与其他被捕学生的办法。李大钊不仅提供许多意见，而且亲自草拟一些重要文书，在师生之间、新闻界之间，发挥了积极作用。
［张国焘写道］开庭的那一天，学生联合会组织了一千多人的学生队伍假称去旁听，实际是向法院示威，反对当局非法拘禁学生达两个月之久，要求立即释放。大批警察列队在法院门口，严阵以待，准备弹压。法庭旁听席上仅有的四十几个座位，早被同学们占住了，其余大队围坐在法院大门外不散……我和其他在那里旁听的同学们每当听见检察官陈诉被告曾犯殴打官吏、反抗政府、扰乱治安等内乱罪行时，便一致怒目而视。当我们听到刘律师声称被告的行动是出于爱国义愤，依法无罪的时候，就一致点头称快。学生们这种没有妨害法庭秩序而又能清楚的表示他们意向的举动，鼓励刘律师说出一段极有分量的话，他说如果被告人等罪名成立，全国将有万千学生自请拘禁。审判长在庭内外这样舆情压力之下，终于当庭宣告各被告无罪开释，这多少是违反当局的意旨的。张国焘《我的回忆》（一）。东方出版社，1991年版。
学生们簇拥着被释放的学生领袖，一路欢呼，返回学校。被捕学生释放了；曹、陆、章罢免了；和约拒绝签字了；7月9日，蔡元培已允复职，返校前由蒋梦麟代掌校务（9月20日正式返回北大）；7月30日，署北京大学校长胡仁源免职。学生们的诉求，已接近完全胜利。现在，只有陈独秀一案，成为五四运动一个未了结的尾声。
7月9日，广州军政府总裁之一岑春煊（8月21日被推为主席总裁）致电徐世昌和代总理龚心湛，敦促北洋政府尽快释放陈独秀。舆论奔腾怒卷，当局要装聋扮哑，几无可能。徐世昌急于和南方和谈，也主张从速开释陈独秀。
胡适在《每周评论》上，写了一篇短文，激励身陷囹圄的陈独秀：“《每周评论》第二十五号里，我的朋友陈独秀引我的话‘爱情的代价是痛苦，爱情的方法是要忍得住痛苦’。他又加上一句评语道：‘我看不但爱情如此，爱国爱公理也都如此。’这几句话出版后的第三日，他就被北京军警捉去了。现在已有半个多月，他还在警察厅里。我们对他要说的话是：‘爱国爱公理的报酬是痛苦，爱国爱公理的条件是要忍得住痛苦。’”胡适《爱情与痛苦》。《每周评论》第28号，1919年6月29日。
后来，胡适感慨地对陈独秀说：
我记得民国八年你被拘在警察厅的时候，署名营救你的人中有桐城派古文家马通伯与姚叔节。我记得那晚在桃李园请客的时候，我心中感觉一种高兴。我觉得这个黑暗社会里还有一线光明；在那反对白话文学最激烈的空气里，居然有几个古文老辈肯出名保你，这个社会还勉强够得上一个“人的社会”，还有一点人味儿。《胡适书信集》（上），北京大学出版社，1996年版。
人们往往将当时的北京警察，描绘成专制恶魔，其实，李长泰、吴炳湘二人，都是当时公认同情学生的官员，陈独秀被捕后，也有赖于吴炳湘的暗中保护，才得以化险为夷。《申报》有一篇报道，为这个“还有一点人味”的社会，留下了珍贵的记录：“尚幸警察总监吴炳湘，脑筋较为新颖，虽被军阀派多方威胁，及守旧派暗中怂恿，然其对于陈氏始终毫无苛待（当陈氏初被捕时，步军统领王怀庆即与吴争执权限，斯时陈最危险，盖一入彼之势力圈，即无生还之望，幸吴警监坚执不肯让步，故仍得留置警厅）。”《申报》1919年7月25日。
事实上，“五四”时代的北京政府，比上不足，比下有余，虽然与制度完善的民主宪政国家没法比，但与它的前任（慈禧的晚清时代、袁世凯时代、黎元洪时代）相比，还是前进了一大步，称得上是近代中国最开放、最具现代色彩的政府了。
新文化运动能够在这样的时代勃勃乎兴起，绝非偶然。尽管发生了6月3日、4日的大逮捕事件，以及把大学校园变成监狱的荒唐事，但不可否认，这并非政府的原意，而是受到军阀蛮横干政的结果，政府很快就加以纠正了。五四运动没有演变成义和拳运动，天下没有大乱，政府也没有在菜市口杀人，没有侦骑四出，大兴诏狱，没有秋后算账，这是朝野双方共同努力的结果，是时代进步的一个表现。
