晚年的蔡元培仍勤學不輟。在香港讀書的篇目有：王闓運《湘綺樓日記》、傅東華譯《比較文學史》、郭沫若《石鼓文研究》、張元濟《校史隨筆》、李玄伯譯《希臘羅馬古代社會研究》《五十年來的德國學術》以及《王陽明全集》《陸放翁全集》《遊志彙編》等。
徜徉在學海書林，在廣袤無垠的思想境界中翱翔，對蔡元培這樣的人來說，讀書是一種特殊的享受。
然而，港島畢竟局處一隅，彈丸之地，遠遠不能滿足他那闊大的需求。蔡元培不禁發出了“耐勞嗜學尚依然”“島居頗恨圖書少”的感嘆。
讀書暇餘，蔡元培要應約爲一些書籍撰寫序文。先後有《魯迅全集》序、肖瑜《居友學說評論》序、李宗侗《中國古代社會新研究初稿》序、任鴻雋《古青詩存》跋等。作爲蔡元培晚年所留不多的文字，這些序跋的價值也就遠遠不止於其本身了。
讓蔡元培倍感欣慰的是，晚年的他與夫人周峻相濡以沫、相依爲命，夫妻感情融洽、恩愛有加，還不時作詩唱和、作畫題詠。這給平常的家庭生活增添了許多雅情逸趣。
1939年3月，是周峻的五十壽誕，蔡元培專門賦詩《爲夫人周養浩壽》：
“兒女承歡憑意匠，親朋話舊煦心田。一尊介壽山陰酒，萬壑萬巖在眼前。”
世人大多覺得蔡元培是個當官（教育總長）的，而當官的人大多都會讓自己的兒子去學法律、學政治，以後也好當官。
但蔡元培卻不是這樣，他曾寫了七個字給周峻：“且從諸兄學實科。”
意思是告誡三個年紀還小的兒女要學習兩個兄長，攻讀實用的科目。
蔡元培，三段婚姻、七個子女。
王昭與蔡元培第一個孩子蔡阿根。
因爲是長子的緣故，蔡元培對他寄予厚望，將所有的寵愛都給了他。不幸的是，蔡阿根在6歲的時候因病去世，小小年紀便永遠離開了這個世界。
1898年，王昭與蔡元培的第二個兒子蔡無忌出生。
1914年，蔡無忌進入法國翁特農業學校學習，三年之後，又以優異的成績進入了法國國立格里農學院學習。
1925年，蔡無忌回國，彼時的他已經成爲了一個獸醫學家。
他建立了上海獸醫學校、畜牧獸醫學會、中央畜牧實驗所等多個對中國意義重大的機構。在畜牧業等相關領域中，蔡無忌可謂是開山鼻祖，也是一代宗師。
蔡無忌一直注重中國的食品安全，在他的帶動之下，有了新中國第一個商品監察條例，國人的食品安全有了重要保障。
1900年，王昭去世。1902年，蔡元培與黃仲玉成親。
1904年，黃仲玉生下了女兒蔡威廉。在很小的時候，蔡威廉就展示出了極高的藝術天賦，她先後到過德國、法國、比利時等國家，感受那裡濃厚的藝術氛圍。成年之後，蔡威廉進入布魯塞爾美術學院、里昂美術專科學校系統地學習繪畫。
提及二十世紀中國著名的油畫家，蔡威廉絕對是不可置疑的存在。
她的肖像畫曾經被人們廣泛稱讚，一幅作品千金難求。她的畫中滲透的不僅僅是一個畫家的技巧，更隱藏着一個女子享受生活的樂趣。
1907年，蔡元培的第四個孩子蔡伯齡出生。
幼年的時候蔡元培帶着他遊離歐洲各國，因此蔡伯齡小時候就擁有異於常人的眼界。1928年從比利時學校機械系畢業，1929年從法國電工學院畢業，1930年成爲巴黎理學院物理學學士學位的獲得者。
此後的幾年，蔡伯齡跟隨衆多外國著名的物理學家做研究，磁學研究與強電磁設計成爲了他的整個世界。
1934年獲得法國研究發明局銀質獎章，1927年獲得埃梅•貝爾泰獎，在世界精英遍佈的物理學領域，蔡伯齡闖出了一片天地。
1921年，黃仲玉病逝，2年之後，蔡元培與周峻走進婚姻的殿堂。
周峻與蔡元培的大女兒蔡懷新，是物理領域的傑出人才，畢業於交大物理系，曾經在復旦大學擔任物理學教授。蔡懷新出版的《基礎物理學》受到國際社會的廣泛認可，她在物理學領域贏得了許多讚許的目光。
周峻與蔡元培的兒子蔡英多是典型的實幹派，他醉心於航空事業，將自己的半生都奉獻給了瀋陽航空發動機集團。
小女兒蔡睟盎同樣對物理學研究充滿熱情，她曾經在中科院做相關研究，是中國物理界不可多得的人才。
每個父親，都有最鍾愛的兒女，蔡元培也不例外。在其兒女中，他最喜歡的當屬大女兒蔡威廉。
其幼女蔡睟盎曾回憶道：“本來父親是計劃從香港出發，轉道越南，從陸路去昆明，和大姐會合。”
然而，蔡威廉卻在1939年因病於昆明英年早逝了。
蔡威廉病逝的消息，周峻根本就不敢告訴丈夫。她和女婿商量好，每次寫家信仍落款“威廉附筆請安”的字樣。甚至於，周峻連子女們也沒有告知，只是讓蔡睟盎脫掉了紅色的鞋。
可是蔡威廉已經是個名聲在外的畫家了，她去世的消息不可能只是一樁家事。果然，沒過多久蔡元培就在一張昆明的報紙上讀到了一則新聞，上面寫着“女畫家蔡威廉追悼會、遺作展”。
世上最傷心事莫過於白髮人送黑髮人，愛女蔡威廉的早逝對蔡元培打擊是沉重的。他以悼念亡妻的習慣性模式，寫了一篇文章《哀長女蔡威廉文》。
1940年3月3日清晨，蔡元培在寓所起牀時，倏覺頭暈目眩，失足仆地，口吐鮮血。
家人急召醫生診治。由於這一天是星期天，商務印書館特約西醫朱惠康至中午才趕到。後來，瑪麗醫院內科主任凌醫生也應請前來會診，疑爲胃疾，建議住院治療。
翌日，由周夫人和朱醫生侍伴，送蔡元培過海到跑馬地香港養和醫院救治。
抵達醫院不久，蔡元培即大量排血，陷入昏迷狀態。雖然中外醫師悉心救治，施以輸血等措施，但蔡元培終以年高體弱，於3月5日9時45分與世長辭，終年73歲。
後來醫生推斷：“其摔倒在地，傷及內部，導致胃瘤出血，乃不治之因。”
當診治醫生互相爭辯，試圖將蔡元培從死亡線上拉回來時，他卻對自己的生死並不看重，只管喃喃自語。
因說話模糊不清，身邊照顧他的周新（蔡元培內侄）只是零星地聽見，“世界上種種事故，都是由於人們各爲己利。……我們要以道德救國，學術救國……”
這便是一代大師留在塵世最後的言語。
一位名人說過，在這個世界上，有的人是不會死的，因爲他的精神永存。
蔡元培當屬於這樣的人。
蔡元培在香港病逝，引起全國各界人士的震驚和痛惜。3月7日，蔡元培遺體在香港摩理臣山道福祿壽殯儀館入殮，香港各界敬送輓聯。
國民黨中.央海外部部長吳鐵城代表國民黨的最高領袖蔣介石主祭，前往致祭的各界人士有300餘人。
同日，潤之先生和中.共.中.央也分別發來唁電，潤之先生在唁電中稱蔡元培爲“學界泰斗，人世楷模”，中共中央稱蔡爲“老成碩望”“勳勞卓著”，對他的逝世深表哀悼。
隨後，在中國的西南大後方、西北的延安以及海外，軍政、教育等各界人士舉行了隆重的紀念活動。
3月10日是出殯的日子，香.港前往執紼者竟達5000餘人。
蔡元培的靈柩最後被安葬在香.港島南端的香.港仔華人永遠墓地。
墓前立着京師大學堂校友葉恭綽所書碑刻：“蔡孑民先生之墓。”
全國各界人士紛紛舉行了悼念活動，多家報刊載文讚譽他的功德，各主要黨派和團體及各界名流紛紛致電弔唁。
民國政府發佈褒揚令，稱蔡爲“高年碩學”“萬流景仰”。
悼念期間，各界人士所送輓聯，蔚爲大觀。
在後印行於世的《哀輓錄》中，有一聯雲：
打開思想牢獄，解放千年知識囚徒，主將美育承宗教；
推動時代巨輪，成功一世人民哲匠，卻尊自由爲學風。
曾分別在武漢和廣州國民政府擔任過外交部長的陳友仁的輓聯雲：
薄元首而不爲亮節高風千秋曾有幾輩；
容百家之並起宏模雅量當代祗見斯人。
中.共.中.央周.恩.來的輓聯雲：
從排滿到抗日戰爭，先生之志在民族革命；
從五四到人權同盟，先生之行在民主自由。
蔡元培病逝兩年後，五十二歲的周峻帶着兒女回到了上海華山路的住所。
蔡元培當年去香港時，將家藏的數百箱書寄存在上海科學社，只帶去了一批常用書和大量手稿。可惜，那些常用書已在戰亂中損失殆盡，而手稿幸虧周峻將之縫進了被絮裡，才躲過一劫。
蔡元培給妻子子女留下了大量的精神財富，遺產卻幾乎爲零。
其實蔡元培名聲在外位居要職，找他走人情、通關係、送禮的也不是少數，他若想從中謀利易如反掌，但他一生廉潔。
1936年恰逢蔡元培七十大壽，他的學生和朋友們見先生爲國家、爲教育奔波操勞一生，卻始終居無定所，所藏書籍也分散在北京、上海各地，於是想要集資建一房屋作爲壽禮，好讓他頤養天年。但這番美意被蔡元培婉言謝絕了。
剛正清廉的蔡元培，死後落了個一貧如洗的結果。他在香港治病所花費的那一千多元醫藥費，周峻都無法湊出。甚至於喪葬費她都愁得快要去典當衣物了，後來還是王雲五伸出援手代籌的。
新中國成立後，周峻獨自一人撫養子女着實不易。首任上海市長陳毅知情後，作出決定，特批將華山路的一幢房屋供蔡元培子孫後代永久居住。