由官方派遣学生分赴美国和欧洲留学，是培养洋务人才的又一主要途径，也是洋务运动深化的重要标志之一。

随着洋务运动的开展，急需各类科学技术人才和现代化军事人才，如果只靠办学培养各类人才实在是缓不济急，因此选派学生出国留学必然成为培养新式人才的另一重要途径。

恰在此时，中国第一个赴美留学毕业生容闳，正式向江苏巡抚丁日昌提出了拟请清朝当局选派学生赴美留学的设想，颇得丁日昌的赞许。

同治九年（1870年），丁日昌向曾国藩、李鸿章转达了容闳拟订的派遣学生赴美国留学的计划，得到曾、李的积极支持，并立即联衔入奏，得到清廷批准。

次年七月，两江总督曾国藩把他和容闳商定的派遣留学生的具体计划上奏清廷，进一步阐明了派遣留学生的目的和具体方案。据奏称，其主要目的是“赴泰西各国书院学习军政、船政、步算制造诸学，约计十余年业成而归，使西人擅长之技中国皆能请悉，然后可以渐图自强"。

派遣的办法是：1.每年选送幼童30名，4年共计120名，先入美国小学和中学学习，毕业后量材拔入军政、船政两院肆业，一切经费由中国自备；

2.在上海设“幼童出洋肄业局”，作为出国留学生的预备学校，补习1年，考试合格者送至美国学习15年；3.委派刑部主事陈兰彬、江苏候补同知容闵为幼童出洋肄业局正副监督（或称正副委员）驻美负责留学生事务；4.派汉文教习2人，负责教授经史。

同治十一年（1872年）至光绪元年（1875年），按照计划先后派遣4批幼童赴美留学。其中最幼者10岁，最长16岁，平均年龄12岁。在120名幼童中，绝大多数是从广东、江浙等地选拔出来的。

留美幼童以美国哈特福德城（Hartford）为活动基地，分别住在美国老师家里，每位美国老师负责2至4名幼童，担负教养和监护这些幼童的责任。英文合格的幼童直接进入美国学校学习，不合格者在老师家里接受补习，做好入学的准备。

幼童们学习刻苦努力，各科“成绩极佳”，并陆续进入耶鲁等著名的大学深造，以学习工程技术和法律等科者居多。在120名学生中，专修法律的约占1/3，专修路矿工机等工科者约占2/3。这些专业人才正是中国近代化事业迫切需要的。

学习造船、建设海军和西方兵技，是洋务活动的又一重要内容。同治十二年十月（1873年11月），福建船政大臣沈葆桢为探究造船、驾驶之精奥，奏请分遣船政学堂学生赴欧洲参观和留学的宏大计划，得到清政府的允准。

光绪元年正月（1875年2月），他乘船政局法国监督日意格回国之便，派前堂学生魏瀚、陈兆翱、陈季同，后堂学生刘步蟾、林泰曾共5人前往法国和英国留学考察，深究法国造船之方和英国驶船之方及其练兵制胜之理。

光绪二年三月（1876年4月），北洋大臣直隶总督李鸿章乘洋员李励协回国之便，派令武弁卞长胜等7人同赴德国军营学习兵技。

这两次游学欧洲，是近代中国官费生徒赴欧洲留学与考察的前奏。光绪三年三月，清政府正式派遣三品衔候选道李凤苞为华监督、法国人日意格为洋监督，率领福州船政局前后堂生徒30人和随员马建忠、文案陈季同、翻译罗丰禄分赴英、法留学。这是中国首批赴欧洲留学生。

其中，计有前堂学生魏瀚、陈兆翱等14人赴法国学习制造，罗臻禄、林庆生等4人赴法国学习矿冶，随员马建忠、陈季同2人赴法国学习律例，共计赴法国留学生20人。后堂学生刘步蟾、林泰曾、严宗光（严复）、方伯谦、萨镇冰等共计12人赴英国学习海军驾驶。

在法国学习轮机制造的学生前3年在学校学习专业课，第4年分赴造船厂、轮机水缸厂和枪炮厂实习1年。在英国学习驾驶专业的学生，学制2年。前9个月在英国海军学院等学校学习专业基础课，然后到英国船舰实习年余，最后4个月分赴英国海军各舰历赴地中海、大西洋、美国、非洲、印度洋等处实习"操防、排布迎御之法"。

这批赴英法留学生学习刻苦努力。“凡可传习，各生徒俱已竟功”。凡学制造者能放手造作新式船机及应需之物；凡学驾驶者能管驾铁甲兵船、调度布阵，加之历练，应可不藉洋人。

这批留学生因学制不同，回国的时间有先后之别，至光绪六年八月（1880年9月）已全部学成回国；并分派到海军和兵工厂供职，成为中国近代海军和造船、管理、驾驶等方面的骨干和精英。

北洋海军主要舰船的管带大都由这批留学生充任。升为右翼总兵的刘步蟾，负责一切技术业务和制订海军章程、编队等重任，为海军建设做出了重要贡献。

严宗光（严复）则以超常的才能在英国刻苦学习海军技术和自然科学的同时，还以惊人的毅力和才智学习西方近代人文社会科学，回国后常年执教于北洋水师学堂，并精心研究和宣传西方资产阶级的政治思想和“物竞天择，适者生存”的观点，成为传播西方文化的巨子和启蒙思想家。

第二批官费赴欧洲留学是光绪八年（1882年）开始的。是年，李鸿章和福州船政大臣选派李鼎新等10名福州船政学堂学生分赴英、法、德3国留学；光绪十年又选派9名、光绪十二年又选派34名船政学堂学生分赴英、法留学。

除培养制造、驾驶、矿冶人才之外，还培养了一批测绘海图、海军公法、国际公法、开河、铁路建筑、桥梁建造以及法律、英语、法语和拉丁语方面的专门人才。但总的说来，这几批留学生主要是以学习深造海军专门技术为主的。他们归国后大都成为中国海军、造船、航海或其他科学领域的骨干力量。

由于留学经费颇巨，清政府无力负担，加上顽固派的阻挠破坏等原因，官费派遣留学的宏伟事业难以为继，光绪十二年以后一直中断了10多年没有续派。直到光绪二十二年驻日公使裕庚派员到江浙招收了13名学生赴日留学，才使派遣留学生的事业恢复起来，并开创官费留学日本之风气。甲午战争后，官费和自费留学日本者日众，20世纪初期已形成了留学日本的高潮。