1880 年，马偕博士返回在加拿大牛津故乡，报告在台湾宣教情形，其乡亲不忍听闻由于缺乏校舍，上课常「以苍天为顶，青草为席」，而发起募款运动，以募款所得6,215美元以作为其建校基金。
马偕博士回淡水后，即向赤牛稠吴宗头购得地皮，亲自设计督工，由厦门进口砖材和福杉，聘请土水师洪泉施工，并以糯米、乌糖、石灰与砂子相伴代替水泥。马偕将此一中西合璧之红砖书院，取名「理学堂大书院」，因感怀故乡人士之盛情捐献，以英文命名「Oxford College」。
牛津学堂模仿四合院农舍的有趣建筑，充分反映马偕博士认同本土文化之理念。这栋中西合璧的建筑，是台湾第一所西学学堂，首届学生18 人，教授圣经、医疗、化学、动物学、天文学及生理学等课程，是马偕博士培育传道、医療人才和社会教育的大本营。
淡水中学从1914 年起使用牛津学堂，在1925 年以前做为教室使用，1931 年1937年间曾做为台北神学院校舍，也曾做过学生宿舍、幼儿园、音樂教室、美术教室等。
1985 年，牛津学堂被列为二级古迹，壁上还有中法战争时(1884 年10 月2 日)留下的弹痕，最为珍贵。现为真理大学校史馆、马偕纪念资料馆与北部台湾基督长老教会史迹馆。