1863年，曾國藩、李鴻章聯名上奏，請求清廷批准選派中國學生出國留學。李鴻章在奏折中大聲疾呼：選派留學生，培養人才，實在是中國自強的根本。
李鴻章本人是以科舉起家的官僚，然隨著洋務運動的發展，他開始轉而贊賞西方的教育制度，認為要想把洋務推進到“富強相因”的層次上，必須培養出精通西方科學的各類專門人才，要麼在國內設立洋學堂，聘請外國教師傳授自然科學和工程技術知識；要麼選派中國學生出國留學。
1863年，曾國藩、李鴻章聯名上奏，請求清廷批准選派中國學生出國留學。李鴻章在奏折中大聲疾呼：選派留學生，培養人才，實在是中國自強的根本。
清廷詔准。很快，一套完整的公派出國留學人員實施方案出台：
1. 設“幼童出洋肄業局”即預備學校，對學生進行出國前的培訓。“肄業局”下設監督二人，由翰林出身的陳蘭彬擔任正監督，容閎任副監督。李鴻章選擇陳蘭彬是因為他“老成，謹慎，品行端正，中學根底深”，一方面可以保證留學生在美國的中文學習，防止派往美國的幼童丟棄儒家經典、四書五經。一方面，可用陳蘭彬的翰林招牌抵擋朝中頑固派的阻力。
2. 選拔一百二十名候選幼童，分四批出國，每批三十人，每年遣送一批。
3. 學生出身須清白，年齡最小不得低于十二歲，最大不得超過二十歲。
4. 學生家長或監護人須簽署志願書，聲明自願送子弟赴美留學十五年，不得中途退學或加入外國籍。此十五年內，學生死亡或發生事故政府概不負責。
5. 學生以學習西學為主，但仍配備中國教師教習中學。學習期間，一切費用由政府承擔。學生學成後不准自謀職業，聽候政府調用。
當時的人多以參加科舉取得功名、光宗耀祖、升官發財為正途，對于到外洋學些洋學問則嗤之以鼻。免費學習十五年，也讓人覺得不可思議。再說，誰也舍不得把自己的骨肉置于“虎狼”之地。這樣一份留學計劃，應該說考慮得較為完備，可是在19世紀70年代，它的實行仍然受到各種阻力。來自朝中頑固派的阻力自不待言，老百姓也多持懷疑態度。但幾經波折第一批三十名幼童還是于1872年8月11日登上了開往美國的輪船。李鴻章等人的願望終于實現了。
經過容閎的精心安排，第一批留學幼童起初大都被安排在新英格蘭的一些家庭中，讓他們與美國的孩子一起生活、一起學習，同時也能得到很好的照顧。孩子畢竟是孩子，第一批留學幼童腦子里的中外區別沒有那麼深，他們說英語、吃西餐，很快融入了美國家庭之中。但寄居不是長久之計，1874年，李鴻章授權容閎在康涅狄格州首府哈特福德的柯林斯街興建一座房屋，作為“幼童出洋肄業局”的駐美總部。房子很快修起來，而且條件不錯，學習、休息、洗澡的地方一應俱全，幼童們在美國有了自己的家。