随着洋务运动的发展，对新式人才的需求急剧增加，洋务派在国内大力兴办新式教育的同时，又开始创办出国留学事业。办新式教育都阻力重重，派学生出洋的困难更不难想象，所以派学生出洋留学的一些重要奏折、函件，均由曾国藩、李鸿章这两位重臣联名，足见其对此事的重视，亦可见此事的阻力之大，非曾、李联名而难成。
曾、李或许早就有派学生出洋留学的念头，但将此事提上议程、付诸实施，则是接受了处理“天津教案”时曾国藩译员容闳的建议。容闳是广东人，早年受美国传教士的资助到美国留学，毕业于耶鲁大学。对外国的深入了解，使他认为中国要富强的一个重要方面是要派学生出洋留学。从19世纪50年代中期起，他就不断为此努力，但四处碰壁，均以失败告终。但对此并不灰心，一直全力奋斗。1868年，他通过江苏巡抚丁日昌(字雨生)向朝廷上了一个派遣留学生的条陈，但如石沉大海，没有回音。1870年“天津教案”发生，曾国藩奉命前去处理，容闳担任曾的译员。容闳充分利用这次机会，通过参与办案的丁日昌向曾提出派人出洋留学的具体计划，并表示自己愿意带队前往。他的建议切实可行，终获曾国藩同意，即与李鸿章联名上奏，请求旨准。1870年冬，朝廷正式旨准曾、李关于派遣留学生的建议。
由于这类事属总理衙门管理，所以曾、李一直与总理衙门充分沟通，1871年6月26日他们又联名致函总理衙门，论述了派人出洋留学的必要性、正当性与可行性。他们认为留学可以“业成而归，使西人擅长之技，中国皆能谙悉，然后可以渐图自强”，这也符合“我皇上徐图自强之至意”。对中国已办有新式学堂，故不必费资巨大派人留学的反对意见，他们反驳说“设局制造，开馆教习，所以图振兴之基也”，而“远适肄业，集思广益，所以收久大之效也”。中国不可能尽购外国兵船机器，只能派人出去学习，同时还以百闻不如一见，“欲学齐语者，须引而置于庄岳之间”等中国古训加强自己的论点。他们认为派人留学所费虽巨，但有二十年时间，所以每年负担并不算重，“远适异国，储才备用，更不可以经费偶乏，浅尝中辍”。他们特别提出，1868年中美两国签订的《中美续增条约》第七条早就规定：“嗣后中国人欲入美国大小官学，学习各等文艺，须照相待最优国之人民一体优待”，为赴美留学提供了条约依据。当然，这些学生在国外还要配备中国教习，“随时课以中国文义，俾识立身大节”。同时，他们将具体制定的12条章程作为附件送上，征求意见。除经费问题外，这12条的主要内容大都是关于留学生的选派、管理和使用。规定每年选派30名十二三岁的幼童赴美，分4年共派120名；学生所学专业要由清政府决定，留学期限为15年，毕业后要回国听候政府派用，不得在外入籍他国，不得在外逗留或私自先回另谋职业；其中特别重要的是规定在外留学仍要学习中国儒学传统经典，并定期由正、副监督传集学童宣讲《圣谕广训》等，若发现有品行不端或身体不适者将随时送回国内。
而后曾、李又几次上奏，再三强调派遣留学生的意义，并提出具体措施。在人们想方设法出国留学或让子女出国留学的今天，人们可能很难想象当时派遣留学生之困难，所遇阻力之大。那时在国内上“洋务学堂”都被视为有辱祖宗门楣之事，要到“番邦”去拜“洋鬼子”为师，更是被认为“背宗叛祖”，所以愿意、敢于出国留学的人很少。为了完成留学任务，只得在穷人一向有出洋传统的东南沿海地方作为任务“摊派”。为了完成任务，一些地方官甚至挨家串户做劝说工作。本来“官派”就是出国所有费用全由政府负担，但愿意去者仍然不多，地方官不得不再许给这些穷苦人家更多好处。有些贫苦人家原本出于生计已经报名同意，但又听说西方的野蛮人会把他们儿子活活剥皮再把狗皮贴到他们身上，当怪物展览赚钱，于是立即反悔，取消报名。结果，只有30个名额的首批留学任务竟然没有完成。首倡留学并且具体负责此事的容闳焦虑不已，只得回到老家广东香山县说服动员，同时又在香港的新式学堂招收学生留学。首批留学生中的许多人都有家人、亲戚出洋闯荡的经历。后来大名鼎鼎的詹天佑，其父也是非常勉强地送他出国的。詹家虽不富裕，但非赤贫，所以詹天佑之父詹兴洪自然也要他走科举功名的“正途”，根本没想要他留学。詹家有位谭姓邻居长期在香港做事，对西方情况有所了解，他非常喜欢年幼聪颖的詹天佑，便力劝詹家送詹天佑留学。没想到詹兴洪一口拒绝，在谭的反复劝说下，并且谭还同意将女儿许配给詹天佑，詹兴洪才勉强同意詹天佑出国留学。
由此，也可看出曾国藩、李鸿章首创留学事业的艰难。
1872年2月，曾、李奏准上海广方言馆总办陈兰彬任出洋局委员(监督)、容闳为副委员(副监督)。经过一番运作，第一批幼童终于在1872年8月踏上了出洋留学之途，掀开了中外文化交流史上的重要一页。