民国成立后，在袁世凯和北洋政府的反动统治下，中国遭受帝国主义侵略，经济落后的基本状况并没有得到改变，甚至每况愈下。广大青年学子盼望直接学习西方的要求日益增长，特别是到五四运动前后，随着新文化运动和赴法勤工俭学运动的兴起，数以千计的爱国青年怀抱着寻找救国救民真理的真诚愿望，以“科学救国、实业救国、教育救国”作为自己的奋斗目标，含辛茹苦地前往欧、美、日进行学习与实地考察。在1912年至1929年之间，每年所派遣的庚子留美公费生总数约在千名以上，而在欧、美、日的留学生总数有2万人左右。其中在留美学生中自费生的比例已高达61.9%。在1920年代前期，世界上诞生了第一个社会主义国家，马克思主义传到中国。在追求适合于中国需要的革命真理和在孙中山“以俄为师”的号召，以及国共第一次合作的大革命历史背景下，在中国又形成了一次留学苏俄的新热潮。
　　经过民国初年的发展，留学生专业呈多样化趋势。随着国民政府发展实业，科技救国意识不断增强，国民政府于1930年通过了《改进全国教育方针》，颁布了相应的留学政策对公费生和自费生的学科选择进行了一定的干预，有意识地加大理、工、农、医等自然科学和应用科学比重，同时压缩文科方面的比重。以留日学生为例，在1930年至1936年间，理科留学生为6206人，文科留学生为7758人。虽然理科人数不及文科，但差距已明显缩小，留学生的学科结构日趋合理化。
　　由于内忧外患，战乱频繁，留学教育受到严重影响。即使在抗日战争这一“非常时期”，仍有不少青年学子冲破重重困难远渡重洋，到资本主义发达国家学习先进的科学技术，以求振兴中华，其中自费生人数大大超过公费生。这一阶段的留学生总数只有前一阶段的一半，约为万人左右。但在各省市选派赴国外研究专门学术者，应注重农工医理等科的政策导向下，文理科学生的比例发生很大变化。而且留学的国家数目较前大为增加，除美、英、法、德、比、日、苏外，还有到奥、意、荷、瑞士、瑞典、丹麦、加拿大、印度、埃及、澳大利亚、菲律宾等国去学习的。
　　第一，从留学的主题来看，从清末洋务运动主导的国防留学、政改留学，到民国已成为多元化的留学现象。其中，以学术为主导的留学成为民国时期的最强音。留美学生的大多数当然选择了工程、农林、医学、物理、化学等专业。
　　第二，从留学地域上来看，欧洲一直是中国留学稳定的区域，其核心国家是英国、法国和德国；作为中国的近领日本曾经是中国留学人数最多的地方；美国则是中国人科学寻梦的国度；而苏联作为政治和军事留学的基地，对我国近现代历史的走向产生了强烈的影响。
　　第三，从留学费用的来源来看，有中央面对稽勋留学生、海军留学生的特别官费留学，有以省派为主的一般公费留学，还有利用庚款留学，更有大量的自费留学。
　　民国时期的出国留学生群星璀璨，英才辈出，许多人已成为我国各领域的先锋人物。
　　留美人才：作家胡适、化学家侯德榜、桥梁专家茅以升、气象学家竺可桢、经济学家马寅初、语言学家赵元任、火箭专家钱学森、力学专家钱伟长、核物理学家邓稼先。
　　留德人才：陈寅恪、季羡林、冯至、陈省身、朱家骅、王淦昌等一批著名科学家、文学家、语言学家和历史学家等。
　　留英人才：华罗庚、张文裕、王竹溪、王葆仁、李四光、黄昆、王大珩、钱钟书、费孝通、金岳霖、朱光潜等著名学者和科学家。
　　留法、留苏人才：蔡和森、瞿秋白、李立三、赵世炎、刘少奇、邓小平、王若飞、陈毅、叶剑英、杨尚昆、聂荣臻等一大批中共杰出领导人。