1903年，严智怡东渡日本，考入东京高等工业学校应用化学科，1907年毕业时，受到校长手岛精一器重，获得优秀奖，是中国学生在日本文部省直辖学校得奖的第一人。1913年任直隶商品陈列所所长，在组织全省商品调查时，他与华学涑等人谈到“在天津应该自己建设博物馆，以辅助教育的事情”，认为应该在商品陈列所基础上筹建天津博物院，这是严智怡最早提出筹建博物院的建议。1914年，严智怡赴美国旧金山参加“巴拿马万国博览会”，并把参会过程记录下来，编辑《巴拿马赛会直隶观会丛编》。在美期间，他有意识调查美国各博物馆的陈列方法和组织机构等，征集美国印第安人物品及风俗影片。

1915年回国后，适逢直隶省署教育科科长李琴湘也有创办博物院的想法，于是双方协力进行。1916年2月，直隶省署教育科、天津县劝学所及省立各学校，向直隶省巡按使朱家宝提出申请，创办天津博物院，委托直隶商品陈列所代为筹备。同年4月，天津博物院筹备处在直隶省商品陈列所成立。1917年，直隶省设实业厅，严智怡任厅长，并兼陈列所所长，继续进行博物院筹建工作，计划于10月10日，借天津公园（今中山公园）内旧学会地址召开成立大会。因9月天津突发大水，天津博物院正式开幕为此中止，改为于1918年6月先在天津公园开展览会。展览分自然、历史两部，仿照美国巴拿马万国博览会的格局，内分陈列馆、武术馆、游艺馆、演说坛和余兴部（演出杂剧），并附设茶社。展览会开放两个月至7月31日结束。展览会后，博物院迁入天津总站（今北站）东侧的旧劝业道署，继续修建馆舍、征集文物，并未对外开放，但有学校、机关团体参观随时接待。