5月3日，胡适给蔡元培校长写信，报告杜威在上海、杭州、南京等地演讲游历计划和大致到京时间，并请蔡元培商请教育部就聘请杜威一事致电哥伦比亚大学。
5月4日，“五四”运动在北京爆发时，胡适正在陪同导师杜威在上海讲学。5月7日，胡适参加了上海响应北京爱国学生的国民大会，会后又跟着队伍游行，从西门一直走到大东门，夹袍都湿透了。
5月8日，他便从上海赶回了北京。
“五四运动”爆发后不久，北大校长蔡元培辞职进行抗争，由于胡适在教授中威望较高，所以蔡元培不在时，实际上是胡适在北大主持大局。
6月初，北洋政府大肆逮捕学生，北大的部分校舍也成为关押学生的监狱。其中，北大法科一地，成为关押学生的第一监狱。第二天，胡适借得一张执照，得以进入北大法科，探望被关押在那里的学生。
这时，胡适做了三件事。第一，通过交涉，给关押的学生送去了三十多个铺盖，不过关押的学生多达176人，肯定不够用。第二，学生被关押后，长时间没吃饭，胡适探监知晓情况后，立即委托北大的教职员工买了一些面包送进去，以免学生挨饿。第三，忙完这一切后，立刻给报社主笔张东荪写了一封长信，将详细情形报告给了上海的新闻媒体。收到胡适这封长信后，张东荪以《北京学生受辱记-大学教授胡适之先生来函》的标题将此信全文发表在6月8日的《时事新报》上。
6月11日，陈独秀写了《北京市民宣言》的传单，并委托胡适将这封传单翻译成了英文。当天下午，陈独秀因散发传单被北洋政府的密探逮捕，住宅亦被查抄。
满怀激愤的胡适于当晚即写了《“威权”》一诗：
“一、（威权）坐在山顶上，指挥一班铁索锁着的奴隶替他开矿。他说：‘你们谁敢不尽力做工?我要把你们怎么样就怎么样！’
“二、奴隶们做了一万年的苦工，头顶上的铁索渐渐地磨断了。他们说：‘等到铁索断时，我们要造反了！’
“三、奴隶们同心合力，一锄一锄的掘到山脚底。山脚底挖空了，威权倒撞下来，活活的跌死！”
如此强烈地抨击专制当局的诗，在胡适的诗文里是少见的。
胡适同时利用自己的声望和影响，发动在京的皖籍知名人士，四方奔走，营救陈独秀。北京警察总监吴炳湘跟陈独秀、胡适都是安徽老乡，胡适希望借乡谊来打动吴，向他递上了对陈独秀的保释书。表示陈独秀不管言论行为是否过当，其本意还是为了爱国，希望警察厅能本着爱护士林的精神，交保释放陈独秀。
为此，他还邀约安徽旧派文人马其昶与姚永概出面营救陈独秀。此二人是陈胡掀起的白话文运动的反对者，但是，当陈独秀被捕之时，两人却签名保释陈独秀。表现了有良知的文人的风范。
在胡适等人的努力下，陈独秀终于在1919年9月间被释放出狱。
7月，在营救陈独秀之余，胡适还为傅斯年、罗家伦辩冤白谤。由于傅斯年、罗家伦等学生领导者在五四学生运动中不够激进，两人逐渐被激进的青年学生所抛弃。就在此时，出现了一种谣言，说傅斯年、罗家伦已经被安福俱乐部所收买。为此，胡适专门致信《申报》记者，澄清了事实，为傅斯年与罗家伦做了人格证人。
时政评论刊物《每周评论》周刊，1918年12月22日创刊于北京，1919年8月31日被北洋军阀政府查封，共出版36期（第三十七期仅有第一版残校样）。每期四开四版，第一至第二十五期由陈独秀主编，以后各期由胡适主编，主要撰稿者有陈独秀、胡适、李大钊、周作人、高一涵、张申府、王光祈等，由每周评论社出版发行
该刊旨在“主张公理，反对强权”，内容侧重时事评述，文学创作和文艺批评，先后出版了对于新旧思潮的舆论、山东问题，对于北京学生运动的舆论等专号。内容以及时反映当前迫切的政治问题为主，与《新青年》侧重理论的特点互补充，在当时具有很大的影响。
胡适由于对政治不感兴趣，所以他为《每周评论》撰的稿，都是关于思想与文艺的，比如诗歌《奔丧到家》，翻译小说《爱情与面包》等。但当陈独秀被捕以后，胡适出面召集了周作人等12人，决定继续出版《每周评论》，并由他自己代行编辑。
在后面的编辑中，胡适也延续了《每周评论》之前的立场，抨击政府对爱国人士的镇压，赞颂陈独秀不惧入狱的革命行为，有效地对北洋政府进行了反击。
综上所述，在五四运动中，胡适虽然不同于热血青年的学生们那么的冲锋陷阵，也不同于陈独秀那么激进，但还是以他自己的方式，投身到了火热的斗争之中的。虽然，关于胡适在五四运动中的表现，是个争议很大的问题。
人们常把五四运动做了狭义和广义之分。
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