11月13日乘船从纽约回国。

    归国后，为实现他的计划，容闳四处奔走，以图取得清廷官吏的支持帮助，不料屡屡碰壁。原因也不奇怪，当时的中国“万马齐喑”，绝大多数官吏闭目塞听，顽固守旧，夜郎自大。他们视西方先进技术为“奇技淫巧”，向西方学习是“以夷变夏”，当然对容闳就不会理睬。正当他穷途末路之际，忽然机会来了。1863年，经人推荐他认识了曾国藩。原来，曾国藩与李鸿章筹办洋务，打算在上海兴建一座兵工厂，正急需一名通晓外文、熟悉国外情况的人去美国买机器，容闳则被选上了。奉命之后，他不辞辛苦，取道英国到达美国纽约采办机器并圆满办成此事，曾国藩非常高兴，对容闳也更加赏识。这时容闳的好友丁日昌升任江苏巡抚，容闳认为实现自己计划的时机已到，便于1868年通过丁日昌向清廷上了一个条陈，提出了四项建议：

    政府宜选派颖秀青年，送之出洋留学，以为国家储蓄人才。派遣之法，初次可以选定120名学额以试行之。此120人中，又分为四批，按年递派，每年派送30人。留学期限定为15年，学生年龄，须以12岁至14岁为度。视第一、第二批学生出洋留学著有成效，则以后即永定为例，每年派出此数。派出时并须以汉文教习同往，庶幼年学生在美，仍可兼习汉文。至学生在外国膳食入学等事，当另设留学生监督二人以管理之。此项留学经费，可于上海关税项下，提拨数成以充之。

    容闳将派留学生的目的、人数、方法、管理、经费等一系列问题都考虑到了。但是，由于意外的耽搁，这项条陈没能上奏。直到1870年容闳再次见到曾国藩，趁机陈述了自己派留学生的意图，曾即同李鸿章联名上奏，这一计划最终被清廷批准。

    实施留学计划的第一步是在上海设立一所留学预备学校，入此学校的学生必须身家清白、家境富裕，身体健康，并要经过中文写读和英文基础(未习英文者可免试)的考试，才能被录取。学生在该校学习一年中西文学后前往美国，赴美前，学生的家长必须签订志愿书，书中载明自愿听其子弟出洋留学15年，15年中，如有疾病、死亡及意外灾害，政府都不负责等内容。1871年容闳等就开始了紧张的招生工作，但是，由于当时风气未开，大多数人认为西方是蛮夷之地，而且送自己的子女出国须画生死押，许多中国家庭都不愿冒这一风险。费了九牛二虎之力，容闳还没有招够30名，不得已只好到香港才招齐了这个数目。同年11月，李鸿章奏请以陈兰彬为正委员，容闳为副委员，驻美办理一切管理留学幼童的事务。这批挑选出来的幼童在上海经过严格的中西文训练后，于同治十一年(公元1872年)八月十一日由陈兰彬率领从上海搭船赴美，同年秋天抵达旧金山。

    1873年6月12日，第二批幼童由黄胜率领出国，同行的还有七名自费生。

    1874年9月19日，第三批幼童由祁兆熙率领出国。

    1875年10月14日，第四批幼童由邝其照率领赴美，同行的还有自费留学的徐润的三位堂弟。

    至此，120名幼童全部到达美国，他们之中年龄最大的16岁，最小的仅10岁。其中来自广东84人(香山县占40人)、江苏21人、浙江八人、安徽四人、福建二人、山东一人。由此可以看到，这120名赴美留学的幼童，几乎都来自于南方，北方仅有来自山东的一名；而来自南方的这些幼童，又以广东籍(尤其是香山籍)的占多数。这一方面是因为当时的中国还没有报纸来传播新闻，北方人民多不知道政府有这一教育计划，因而报考的人数非常少；另一方面也因为南方，尤其是广东沿海地区，鸦片战争后，在被迫开放的情况下，与海外接触较多，较为容易接受这一开明的教育计划，于是响应较为热烈。