5月4日，“五四”運動在北京爆發時，胡適正在陪同導師杜威在上海講學。5月7日，胡適參加了上海響應北京愛國學生的國民大會，會後又跟着隊伍遊行，從西門一直走到大東門，夾袍都溼透了。
5月8日，他便從上海趕回了北京。
“五四運動”爆發後不久，北大校長蔡元培辭職進行抗爭，由於胡適在教授中威望較高，所以蔡元培不在時，實際上是胡適在北大主持大局。
6月初，北洋政府大肆逮捕學生，北大的部分校舍也成爲關押學生的監獄。其中，北大法科一地，成爲關押學生的第一監獄。第二天，胡適借得一張執照，得以進入北大法科，探望被關押在那裏的學生。
這時，胡適做了三件事。第一，通過交涉，給關押的學生送去了三十多個鋪蓋，不過關押的學生多達176人，肯定不夠用。第二，學生被關押後，長時間沒喫飯，胡適探監知曉情況後，立即委託北大的教職員工買了一些麪包送進去，以免學生捱餓。第三，忙完這一切後，立刻給報社主筆張東蓀寫了一封長信，將詳細情形報告給了上海的新聞媒體。收到胡適這封長信後，張東蓀以《北京學生受辱記-大學教授胡適之先生來函》的標題將此信全文發表在6月8日的《時事新報》上。
6月11日，陳獨秀寫了《北京市民宣言》的傳單，並委託胡適將這封傳單翻譯成了英文。當天下午，陳獨秀因散發傳單被北洋政府的密探逮捕，住宅亦被查抄。
滿懷激憤的胡適於當晚即寫了《“威權”》一詩：
“一、（威權）坐在山頂上，指揮一班鐵索鎖着的奴隸替他開礦。他說：‘你們誰敢不盡力做工?我要把你們怎麼樣就怎麼樣！’
“二、奴隸們做了一萬年的苦工，頭頂上的鐵索漸漸地磨斷了。他們說：‘等到鐵索斷時，我們要造反了！’
“三、奴隸們同心合力，一鋤一鋤的掘到山腳底。山腳底挖空了，威權倒撞下來，活活的跌死！”
如此強烈地抨擊專制當局的詩，在胡適的詩文裏是少見的。
胡適同時利用自己的聲望和影響，發動在京的皖籍知名人士，四方奔走，營救陳獨秀。北京警察總監吳炳湘跟陳獨秀、胡適都是安徽老鄉，胡適希望借鄉誼來打動吳，向他遞上了對陳獨秀的保釋書。表示陳獨秀不管言論行爲是否過當，其本意還是爲了愛國，希望警察廳能本着愛護士林的精神，交保釋放陳獨秀。
爲此，他還邀約安徽舊派文人馬其昶與姚永概出面營救陳獨秀。此二人是陳胡掀起的白話文運動的反對者，但是，當陳獨秀被捕之時，兩人卻簽名保釋陳獨秀。表現了有良知的文人的風範。
在胡適等人的努力下，陳獨秀終於在1919年9月間被釋放出獄。
7月，在營救陳獨秀之餘，胡適還爲傅斯年、羅家倫辯冤白謗。由於傅斯年、羅家倫等學生領導者在五四學生運動中不夠激進，兩人逐漸被激進的青年學生所拋棄。就在此時，出現了一種謠言，說傅斯年、羅家倫已經被安福俱樂部所收買。爲此，胡適專門致信《申報》記者，澄清了事實，爲傅斯年與羅家倫做了人格證人。
時政評論刊物《每週評論》週刊，1918年12月22日創刊於北京，1919年8月31日被北洋軍閥政府查封，共出版36期（第三十七期僅有第一版殘校樣），每期四開四版，第一至第二十五期由陳獨秀主編，以後各期由胡適主編，主要撰稿者有陳獨秀、胡適、李大釗、周作人、高一涵、張申府、王光祈等，由每週評論社出版發行
該刊旨在“主張公理，反對強權”，內容側重時事評述，文學創作和文藝批評，先後出版了對於新舊思潮的輿論、山東問題，對於北京學生運動的輿論等專號。內容以及時反映當前迫切的政治問題爲主，與《新青年》側重理論的特點互補充，在當時具有很大的影響。
胡適由於對政治不感興趣，所以他爲《每週評論》撰的稿，都是關於思想與文藝的，比如詩歌《奔喪到家》，翻譯小說《愛情與麪包》等。但當陳獨秀被捕以後，胡適出面召集了周作人等12人，決定繼續出版《每週評論》，並由他自己代行編輯。
在後面的編輯中，胡適也延續了《每週評論》之前的立場，抨擊政府對愛國人士的鎮壓，讚頌陳獨秀不懼入獄的革命行爲，有效地對北洋政府進行了反擊。
雖然，關於胡適在五四運動中的表現，是個爭議很大的問題。
人們把五四運動做了狹義和廣義之分。
狹義的五四運動，是指1919年5月4日發生在北京的學生愛國運動。
廣義的五四運動，指向的是五四新文化運動中白話文的推廣以及由此而來的新文學、新思想與新觀念的變革。在這方面，狹義的五四運動的發生，最終將這場廣義的五四思想革命推向了縱深與高潮。
狹義的五四運動，這場運動胡適並未親身參與。至於廣義的五四新文化運動，胡適則是“首舉義旗之急先鋒”。
五四新文化運動，指的是從1917年以陳獨秀、胡適爲代表的知識分子以《新青年》爲輿論陣地，以北京大學爲思想場域掀起的思想文化運動。正是以胡適的《文學改良芻議》爲衝鋒號，一場轟轟烈烈的文學革命應運而生，爾後，這場語言革命進一步演變爲思想革命。五四新文化運動最核心的三位思想領導者應該是陳獨秀、胡適與蔡元培。
關於這一點，陳獨秀在悼念蔡元培的文章中說：
“五四運動，是中國現代社會發展之必然的產物，無論是功是罪，都不應該專歸到那幾個人；可是蔡先生，適之和我，乃是當時在思想言論上負主要責任的人。”
再具體一點說，蔡元培是北大校長，他把北大改造成了新思想新文化運動的發源地。陳獨秀是《新青年》主編，正是有了這一輿論陣地，新文化運動纔會興起。而胡適則憑藉一系列的言論主張，尤其是首倡白話文運動而“暴得大名”。
胡適年僅26歲，陳獨秀比他大一輪，是38歲，蔡元培又比陳獨秀大一輪，是50歲。三人生肖都屬兔。故而，廣義的五四新文化運動，可謂是一隻“老兔子”帶領一隻“中兔子”和一隻“小兔子”掀起的思想文化上的革命。
五四新文化運動中，胡適是主要的倡導者和主要的領袖之一。人們都知道陳獨秀是主要的領袖之一，用電影戲劇界的話說，一號男主角。但是給新文化運動提供一些基本的新思想新觀念，並對這些新思想新觀念進行比較準確和清晰的解釋，胡適的作用是超過陳獨秀的。
胡適的主要貢獻是首先是首倡文學革命，如陳獨秀所說：“手舉義旗的是吾友胡適之先生。這是事實，沒有疑問的。”
文學革命的基本方面，手段、方法，途徑，也是胡適非常清楚的揭示出來，所以很多“五四”成長起來的青年學者後來說，現在人們能夠提筆作文，能夠開口講話，都是蒙胡適之先生之賜。就因爲，他告訴大家，要用白話代替古文，白話怎麼使用，這些具體的要求、標準都是胡適提出來的。
胡適是五四時期第一個提出個性主義，他的那篇《易卜生主義》是最具代表性之作。用個性主義解放男女青年，使他們擺脫舊的專制主義、中華倫理的束縛，自由的選擇自己的道路，而且胡適對個性主義也作出了清晰準確的界定。
沒有個性的解放，就沒有國家的解放，民族的解放。
國人一向不講個人主義，一講到個人主義就是罪大惡極。專制者更是視個人主義爲大敵，因爲一旦個性得到張揚，對專制和專制者的崇拜就無法維持了。
胡適講個性主義，一定程度上是避免個人主義在國人心目中的惡名聲，也吹響了個性解放的號角。
對當時的新派知識分子而言，不論是狹義的五四，還是廣義的五四，這場運動可謂取得了雙重勝利。
狹義的五四運動，追求的是“外爭主權，內懲國賊”，最終的結果是，一方面，被認爲是國賊的曹汝霖等人被免職；另一方面，參加巴黎和會的中國代表也沒在巴黎和會簽字。
廣義的五四運動，指向的是五四新文化運動中白話文的推廣以及由此而來的新文學、新思想與新觀念的變革。在這方面，狹義的五四運動的發生，最終將這場廣義的五四思想革命推向了縱深與高潮。