1909年9月，第一批留学生47名放洋，由唐国安亲自护送。他们从上海乘船远渡太平洋，横跨北美洲，行期20余日，抵达目的地“士皮令飞鲁”(Springfield,今译春田)。唐国安和驻美学生监督容揆根据学生的学习程度，分别将他们安排于不同学校就读。他还和容揆到各校考察留学生的学习和安置情况，见到“所有教授、管理诸法，均甚相合，诸生皆安心向学”，这才放心，第一批护送成功，为以后护送开了个好头。回国后，唐国安由“候补主事”升职为“主事”。
为做好留学生赴美前的准备，游美学务处积极筹办肄业馆。馆址选在北京西北郊之王府旧园——清华园。经向宣统皇帝奏准，1909年冬招标对园内主要建筑工字厅进行修葺;又在其东侧建教学用房、学生宿舍，如清华学堂、同方部礼堂;北侧建洋教习住宅。此工程于1910年年底竣工。为使教学工作走向正规，经向皇帝奏准，将肄业馆拟办成一所正规的留美预备学校，取名“清华学堂”，实行高、中两科四四制，制定章程，聘请中外教习，着手招收新生。
1911年初，唐国安访美。3月，他接外务部丞参急电，奉命火速经欧洲回国，主持学堂开办事宜。经过紧张的筹备工作，4月29日清华学堂正式成立。周自齐被任命为学堂监督，范源濂、唐国安为副监督，胡敦复受聘为教务长。由于清华学堂是在清皇室的直接监管下成立的，因此学堂公章镌名(英文)Tsing Hua Imperial College,即“清华帝国学堂”。它的严酷背景是：美国作为八国联军元凶之一，攻占了北京城，镇压了中国人民，掠夺了中国大量钱财，现在从中拿出一部分赔款交给清政府办学，企图培养未来亲美人士。因此清华又有“赔款学校”、“国耻学校”、“中国战败纪念碑”之称，学生们常常心存惭愧，但爱国爱民观念也油然而生，他们多数能立志成才，雪耻报国，服务人民。
1911年8月以后，正当周自齐和唐国安为新学年实施新计划的时候，10月爆发了武昌起义，清政府把经费拿去发了军饷，不少学生请假回家。学堂只好于11月停课，宣布关闭。12月初，唐国安按计划奉派为中国代表团代表，会同国际知名医学专家伍连德博士，随代表团团长梁晟参加了海牙第二届万国禁烟会议。梁、唐、伍在会上通力合作，不辱使命。
1912年，中国发生了巨变。1月，孙中山就任中华民国临时大总统。2月，清帝退位。3月，袁世凯掌权，唐绍仪出任第一届内阁总理，组织内阁。清廷重臣纷纷摇身而变为民国高官。周自齐、范源濂及曾一度代理学务处的颜惠庆已离校。唐国安从海牙归来，学堂里只剩下他一人。按私交，唐国安和唐绍仪既是同乡，是同学，又是同事，还是同宗同辈的叔伯兄弟，要想在内阁政府中谋个一官半职，不无可能。但他无意谋官，甘愿留在清华，独自主持校务，积极筹备复校。4月聘周诒春为教务长。5月1日正式复学。他立即被任命为清华学堂监督。
