Beslutet kommer efter det att Harvard lämnat in en stämningsansökan mot Trumpadministrationen med anledning av visumstoppet.
Enligt domaren kommer Harvard att drabbas av "omedelbar och irreparabel skada" om presidentens order verkställs. En domstolsförhandling är planerad att hållas den 16 juni.
Trump skrev i sin presidentorder att Harvard "förvandlats till en plats som inte är lämplig för utländska studenter och forskare” och påstod att beslutet fattas med hänsyn till USA:s nationella säkerhet.
Tilltaget har setts som en eskalering i den pågående konflikten mellan Vita huset och landets äldsta och mest resursstarka universitet.
