容闳是近代中国提出建立军事学校和实业学校的先驱者。他以为：近代战争，需要军官具有一定的军事理论和战术思想，因此应设兵工学校；近代化的机器生产，需要大批工程技术人员和熟练的技工，因此提倡设立实业学校。他的教育和社会需要相结合的思想，在中国教育史上是一个开创性的里程碑。
容闳的关于建立新型学校的设想，在《西学东渐记》第十章《太平军中之访案》中已见端倪。他向洪仁玕提出的改良政治、改造中国的七项建议中有四项涉及到新型教育制度，包括设立武备学校（第二项）、建立海军学校（第三项）、颁布各级学校教育制度（第六项）、设立各种实业学校（第七项）。容闳将建立新型学校、改造旧的教育体制，作为他推行教育计划并改造中国的重要方面，对中国近代教育制度的建立产生了重大影响。
留学教育是容闳教育计划的核心，他把派学生出国学习作为改造中国、实现近代化的重要措施。他说：“留学生的计划，是我对中国的永恒热爱的表现，也是我认为改革和复兴中国的最为切实可行的办法。”
鉴于江南制造局附设兵工学校的愿望得以实现，容闳增强了推行其教育计划的信心。1867年，他通过丁日昌转呈给文祥的条陈四则中，阐述了在中国发展资本主义的规划，条陈的第二条阐明了他关于派遣留学生的建议。他在条陈中说：“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，初次可先定一百二十名学额以试行之。此百二十人中，又分为四批，按年递派，每年派送三十人。留学期限定为十五年。学生年龄，须以十二岁至十四岁为度。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。至学生在外国膳宿入学等事，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，提拔数成以充之。”
在《予之教育计划》中，容闳还特别申明：“此条陈之第一、三、四，特假以为陪衬；眼光所注而望其必成者，自在第二条。”显然，容闳将派遣留学生作为在中国发展资本主义极为重要的条件。
容闳出生在珠海，父亲到澳门打工，看到英国传教士开办的马礼逊学堂，管吃管住不要钱，便让儿子去读书。1847年，容闳被好心的布朗夫妇带往美国深造，先读预科，再考大学，成为“耶鲁大学的中国第一位毕业生”。1854年11月，容闳回国，志在“予既受此文明之教育，则当使后予之人，亦享此同等之利益”。原来他日后名垂青史的“幼童留美计划”，一出校门就揣在怀里。但此后十年，这事儿他提都没提过。
容闳首先要谋生。他先给洋人当秘书，再赴香港做译员，三次在海关充职员，加起来不到一年，三个职业，全都辞了。容闳自责：“长此见异思迁，事业或如幻影。”于是改做茶叶生意，就是茶叶贩子，将甲地的低价茶，到乙地高价贩卖，不料又遭遇土匪，“神经受到震动”，得了重病，治了两个月才见好。不禁幡然悔悟：“我志在维新中国，自宜大处落墨。要是让土匪给宰了，岂不轻如鸿毛。整天为赚几个茶叶钱奔走于途，我的大事业岂非如水中捞月。”忽有一日，友人传话，说驻军安庆的湘军领袖曾国藩要召见他。容闳问：“曾国藩找我做什么？”友人说：“当今之世，举凡全国人才之精华，如法律、算学、天文、机器等专家，全都汇聚曾国藩总督幕府，如今已有百人之多。”容闳问：“要我去做什么？”友人说：“总督想建造一家洋机器厂，知道你曾留学美国，想派你去美国考察洋人工厂，采购洋人机器，以为我用。”容闳明白，他的幼童留美计划，此次拜谒曾国藩，还是不能提，他要在官场立足，必须“首先能恰合总督之意见”。容闳于是欣然接受曾国藩的派遣，再次赴美，办完采购机器之事回国，官授五品，已是1865年春，距他留学回国，过了11年。
容闳没想到，做了五品官，还是不能直接对朝廷说话，在大清政府，只有官居四品以上，才有奏事权。容闳就想方设法，与江苏巡抚丁日昌交上朋友，请他把一道奏请幼童留美的条陈，呈上朝廷。丁日昌说，朝中没人帮你，上折子也淹了。于是先把折子转呈有“开明派首领”之称的大学士文祥。没想到，文祥恰逢“丁忧”，就是父母死了，当官的儿子要卸职回乡服丧。那就等他复职后再说吧。盼星星，盼月亮，3个月后，又来了消息：文祥也死了。容闳“心灰意冷，希望灭绝”。这样一晃又是6年。真是否极泰来，1870年春，一天晚上，容闳已睡了，丁日昌却径入其室，唤醒容闳：“幼童留美的事情，曾公已奏上朝廷。”容闳大喜过望，“喜而不寐，整夜睁着眼，好像夜鹰”。
3年前，丁日昌便将容闳的幼童留美建议向曾国藩做过汇报，曾国藩说“再等等”。原因是中美两国虽有外交，官派留学，却无条约依据。不料，一个美国人把这个条约给弄出来了。美国驻华公使蒲安臣，任期届满后，清廷请他出任中国出使欧美各国使臣。蒲安臣于是代表清朝政府与美国签订了《蒲安臣条约》。条约第七款：“两国人民均可入对方官学，并受优惠待遇；双方得在对方设立学堂。”这一规定为中国派遣留学生赴美学习提供了法律根据。中美双方批准条约换文的时间是1869年11月23日。曾国藩在3个月后便将派遣学生留美之事奏上朝廷，“可谓速矣”。慈禧皇太后批复：“依议钦此！”
清廷首肯后，其教育计划得以实施。容闳因其计划的实施而喜出望外，并说：教育计划的实施，“将于中国两千年历史中，特开新纪元矣”。
容闳的夙愿实现了，他立即拟定派遣计划，并在上海成立了出国预备学校，他被任命为留学事务所的监督。此后，留学生按计划一批批赴美学习。
1872年夏，容闳组织第一批留美幼童30人渡洋赴美，中国留学史大幕开启，曾国藩却不幸于一年前的1871年冬去世。容闳坦言：“曾公未见其手植桃李开花结果，未见其手创事业欣欣向荣，实为大憾”，“然创业之人，既播种子于世，则其人虽逝，而种子已滋生繁殖，绵绵不绝”。容闳此言，实以曾国藩为“中国留学生之父”，时人允为公论。
这批留学生在美国第一次有机会接触到西方文化及文明，亲身目睹美国人民共同生活中的民主方式及无数其他有意义的活动。他们的艰苦奋斗、积极向上，给美国人民留下了良好的印象，受到美国人民的赞扬。在这批幼童中，出现了詹天佑、吴仰曾、蔡绍基、张广仁、梁敦彦、唐绍仪、薛友福、梁应科等在中国近代史上有影响的人物。这些成绩，是与容闳呕心沥血的谋划与操劳分不开的。
1855年回到祖国后，容闳首先寄希望于太平天国。他在1860年给洪仁玕的七项建议中，与教育有关的占了四条，这是他科教救国计划的最早尝试。1862年与洋务派合作时，当时洋务派的目光还普遍停留在“制器”层面。容闳主张要由抓机械制造厂入手，建立基础工业。这个建议超越了“制器”层面，突入“觅制器之器”的新境界，深受曾国藩的赞许。受曾国藩的委任，容闳耗时两年，于1865年从美国引进了中国近代史上首批基础工业设备，建立了江南制造总局，成就了中国工业近代化的真正发轫。1867年，容闳向曾国藩提出创办江南制造总局兵工学校，我国近代第一所技工职业学校由此诞生。
1868年，容闳向江苏巡抚丁日昌提交“条陈四则”，首次提出留学计划。在容闳多次推动下，曾国藩与丁日昌等1870年联名上奏，留学教育计划终获清政府正式批准。从1872年7月开始，清政府先后分四批共派出120名幼童留美。这是中国教育史上一件划时代的大事，标志着近代中西文化交流从工业生产到工业教育、从引进机器到培养人才的双重升级。清政府于1881年下令撤销留美事务所，撤回全部幼童。
留学计划猝然夭折，和容闳偏离“中体西用”的指导思想不无关系。容闳心目中的西学，是一整套以美国为模式的资本主义的政治、经济、法律、文化体系。所以，在容闳的“纵容”下，幼童“终日饱吸自由空气……言论思想，悉与旧教育不侔”。容闳希望借他们从制度层和精神核心层入手，对封建的中国进行根本性的资本主义改造。双方的决裂从合作之初就已经注定。容闳倡导的留学计划为近代中国造就了首批科技文化人才。这些幼童后来成为近代科技文化各领域的骨干和创始人，促进了中国的近代化进程。