從19世紀(jì)70年代起，因辦“洋務(wù)”的需要，清政府開(kāi)始成批派遣學(xué)生出國(guó)留學(xué)；到20世紀(jì)初，因推行“新政”而派遣得更多；同時(shí)，廣大知識(shí)分子為了尋求救國(guó)救民的真理，紛紛爭(zhēng)取到國(guó)外學(xué)習(xí)，從而形成留學(xué)熱潮。

1870年(同治九年)，根據(jù)容閎的建議，兩江總督曾國(guó)藩、直隸總督李鴻章聯(lián)名上奏，請(qǐng)求選派學(xué)童去美國(guó)留學(xué)。經(jīng)過(guò)短期籌備，從1872年到1875年(光緒元年)，每年派遣30名學(xué)童(年齡規(guī)定為12歲至16歲，個(gè)別年僅10歲)，4年共派出120名。計(jì)劃學(xué)習(xí)15年，由小學(xué)、中學(xué)到大學(xué)，“學(xué)習(xí)軍政、船政、步算、制造諸學(xué)”。到1881年，在守舊派官僚“適異忘本”“治其惡習(xí)”的攻擊下，清政府決定裁撤留美，下令留美學(xué)生全部撤回。除病故和“告長(zhǎng)假不歸”者外，歸國(guó)留美學(xué)生94人，只有詹天佑等2人完成學(xué)業(yè)，獲得學(xué)士學(xué)位。

派遣學(xué)生留美后不久，洋務(wù)派又向歐洲派遣留學(xué)生。1873年，福建船政大臣沈葆楨奏準(zhǔn)選派船政學(xué)堂學(xué)生分赴英法學(xué)習(xí)造船、駕駛。在1877年、1881年、1886年、1897年，先后四次派出留英學(xué)生34名、留法學(xué)生49名(其中9名藝徒)、留德學(xué)生2名，共85名。這些留學(xué)生回國(guó)后，成為中國(guó)造船工業(yè)、海軍建設(shè)等方面的重要骨干，著名人物有嚴(yán)復(fù)、劉步蟾、林泰曾、薩鎮(zhèn)冰、魏瀚、劉冠雄等。

此外，19世紀(jì)末期，清政府還派遣了少量的“使館學(xué)生”。1890年，總理各國(guó)事務(wù)衙門(mén)奏準(zhǔn)駐英法俄德美五國(guó)公使每屆任期內(nèi)可常留學(xué)生2名，共10名。1895年，又奏準(zhǔn)派赴英法俄德留學(xué)生各4名，共16名，留學(xué)費(fèi)用也由使館撥給。

甲午戰(zhàn)敗，舉國(guó)震驚，人們開(kāi)始矚目日本。維新運(yùn)動(dòng)皆以日本為楷模。日本政府為緩和對(duì)立情緒邀請(qǐng)中國(guó)派遣學(xué)生留日。張之洞、楊深秀等都以路近、費(fèi)省、傳習(xí)易為由主張派遣留日學(xué)生。1896年，駐日公使裕庚因使館工作需要，招募戢冀翠、唐寶鍔等13人到日本留學(xué)，開(kāi)留日之先聲。到1900年，留日學(xué)生總數(shù)已達(dá)143人。

經(jīng)過(guò)義和團(tuán)運(yùn)動(dòng)和八國(guó)聯(lián)軍入侵等事變，清朝統(tǒng)治幾乎傾覆。為維護(hù)垂危的統(tǒng)治，清政府開(kāi)始推行以練新軍、改官制、興學(xué)堂為中心的“新政”。向日本廣派留學(xué)生被視為培養(yǎng)“新政”人材的捷徑。從1901年起，清政府大力提倡青年學(xué)生出國(guó)留學(xué)，并許諾留學(xué)歸來(lái)分別賞予功名、授以官職。1905年清廷又宣布廢除科舉制度，出國(guó)留學(xué)遂成為知識(shí)分子的一條出路。而日本政府亦企圖通過(guò)留學(xué)生來(lái)培植它在中國(guó)的勢(shì)力，并為其帶來(lái)若干外匯，日本中下層人士希望和中國(guó)友好，加強(qiáng)文化交流，也主張吸引中國(guó)留學(xué)生赴日。在兩國(guó)朝野的鼓動(dòng)下，一時(shí)留日學(xué)生勢(shì)如潮涌。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1901年留日學(xué)生人數(shù)為274人，1902年夏為614人，1904年為1754人，1905年冬為2560人，1906年夏為12909人，年底達(dá)17860余人，為留日學(xué)生人數(shù)的最高峰。

1877年中國(guó)第一批赴歐洲留學(xué)的海軍生留日學(xué)生既有官費(fèi)生，又有自費(fèi)生，自費(fèi)生占很大的比例，1903年即占半數(shù)，后來(lái)比例更大。由于流品龐雜，程度參差，到日本后有的上小學(xué)，有的直接上大學(xué)，絕大多數(shù)就讀于中等專業(yè)學(xué)校及大學(xué)速成科，學(xué)習(xí)期限從三個(gè)月、六個(gè)月、一年、幾年到七八年不等。在日本教育界特為中國(guó)留學(xué)生開(kāi)辦的文學(xué)院各分校、法政大學(xué)速成科、振武學(xué)校、成城學(xué)校、同文書(shū)院、經(jīng)緯學(xué)堂、清華學(xué)校及預(yù)備學(xué)校等學(xué)校中，留日學(xué)生最為集中；據(jù)《清國(guó)留學(xué)生會(huì)館第五次報(bào)告》，留日學(xué)生2406人中，上述八校即占1885人。和過(guò)去留學(xué)歐美專重理工相反，學(xué)文科的占絕大多數(shù)。1903年駐日公使楊樞奏稱：“現(xiàn)查各學(xué)校共有中國(guó)學(xué)生1300余人，其中學(xué)文科者1100余人?！狈ㄕ④娛掠葹榱羧諏W(xué)習(xí)的熱門(mén)。1904年僅法政大學(xué)速成科就有中國(guó)留學(xué)生295人。

熱情探求西方社會(huì)政治學(xué)說(shuō)的留日學(xué)生，因個(gè)人身世、社會(huì)關(guān)系、思想認(rèn)識(shí)等方面的差異，或贊成君主立憲，或服膺民主共和，形成形形色色的思想流派。他們組織了名目繁多的學(xué)術(shù)團(tuán)體(如勵(lì)志會(huì)、編譯社)、地方團(tuán)體(如各省同鄉(xiāng)會(huì))、愛(ài)國(guó)團(tuán)體(如廣東獨(dú)立協(xié)會(huì)、拒俄義勇隊(duì))、政治團(tuán)體(如青年會(huì)、軍國(guó)民教育會(huì))，出版了介紹西方學(xué)術(shù)文化、宣傳君主立憲或反清革命的幾十種不同宗旨的雜志，發(fā)起過(guò)拒法、拒俄、反對(duì)日本取締中國(guó)留學(xué)生規(guī)則等多次愛(ài)國(guó)運(yùn)動(dòng)，使大批愛(ài)祖國(guó)、求進(jìn)步的留日學(xué)生走上了反清革命的道路。1905年孫中山領(lǐng)導(dǎo)的中國(guó)同盟會(huì)在東京成立，參加者90%以上是留日學(xué)生。他們的革命號(hào)召獲得國(guó)內(nèi)的熱烈響應(yīng)，他們歸國(guó)后極大地推動(dòng)了民主革命運(yùn)動(dòng)的發(fā)展，在辛亥革命的整個(gè)歷史過(guò)程中起了十分重要的作用，涌現(xiàn)出黃興、宋教仁、鄒容、陳天華、秋瑾，陶成章、林覺(jué)民、方聲洞、胡漢民、居正、焦達(dá)峰、陳其美、朱執(zhí)信、廖仲愷、魯迅、陳獨(dú)秀等一大批著名的革命家和政治家。

廣大留日學(xué)生的革命化使清政府驚懼萬(wàn)分，又鑒于留日學(xué)生數(shù)量多而學(xué)業(yè)程度低的情況，從1906年起，對(duì)赴日留學(xué)采取了許多限制辦法，如停派速成班、官費(fèi)生派遣權(quán)收歸中央、申請(qǐng)留學(xué)必須具有中學(xué)畢業(yè)程度并通曉外文，還須由地方官“出具印結(jié)”并報(bào)中央備案、保證不參加革命黨、服從學(xué)部指定所學(xué)科目和公使指定所入學(xué)校等等。同時(shí)，因反對(duì)日本取締中國(guó)留學(xué)生規(guī)則和參加革命，留日學(xué)生紛紛回國(guó),日本政府對(duì)接受中國(guó)留學(xué)生又漸冷淡，致使1907年以后，留日學(xué)生人數(shù)逐年下降，該年約為1萬(wàn)人，3年后竟降為2千余人。

赴日留學(xué)轉(zhuǎn)入低潮后留學(xué)歐美再度興起。一方面清政府對(duì)留學(xué)日本多方限制而對(duì)留學(xué)歐美則給予種種方便，另一方面歐美各國(guó)、特別是美國(guó)多方招引。特別是美國(guó)國(guó)會(huì)于1908年通過(guò)退還中國(guó)部分庚子賠款決議案，將該款用于向美國(guó)派遣留學(xué)生，使留美熱日熾。1905年，留美學(xué)生僅二三十名，到1910年增至六百余人。同一時(shí)期，留歐學(xué)生也有所增加。歐美留學(xué)生以學(xué)習(xí)理工為主，對(duì)庚款留美學(xué)生具體規(guī)定“以十分之八習(xí)農(nóng)工商礦等科，以十分之二習(xí)法政、理財(cái)、師范諸學(xué)”。另外，新疆因與俄國(guó)接壤，除派遣滿蒙學(xué)生留俄外，還派遣了少量學(xué)童，專學(xué)俄羅斯語(yǔ)言文字。