甲午戰後，日本明治維新的經驗成為中國朝野仰慕學習的對象。康有為、梁啟超、張謇，乃至湖廣總督張之洞的《勸學篇》，都提出派學生赴日本留學的主張。戊戌變法時期，御史楊深秀奏請速派學生赴日本遊學。留日學生人數逐漸增加，光緒二十五年（1899）已有一百餘人，二十八年（1902）已有六百餘人，二十九年（1903）約有一千三百餘人，三十年（1904）已超過三千人。清廷並設置「留日學生監督處」管理之。光緒三十一年（1905）清朝宣布廢除科舉制度後，留學日本更成為學生取得功名利祿的重要管道，次年（1906）留日學生已超過八千人。晚清留學生在日本，也從事翻譯書籍之工作，組織了許多翻譯團體，如「譯書彙編社」、「湖南編譯社」、「教科書譯輯社」、「會文學社」、「國學社」、「東新譯社」、「閩學會」等。翻譯書即以人文社會法政為主。許多現行的中文詞彙，如「科學」、「社會」、「衛生」、「歷史」、「哲學」等，都是由日本輸入的。留日學生在日本，也受到康有為、梁啟超「保皇黨」與孫中山「革命黨」宣傳的影響。梁啟超創辦《清議報》、《新民叢報》，鼓吹維新立憲；同盟會則創辦《民報》鼓吹革命。革命黨人鄒容撰寫之《革命軍》，陳天華撰寫之《警世鐘》、《猛回頭》，在留日學生中廣為傳頌。光緒二十八年（1902），章太炎於明崇禎皇帝殉國忌日舉辦「支那亡國二百四十二年紀念會」，參與者數百人。次年（1903），由於俄國不願意自中國東北撤兵，留日學生組織「拒俄義勇隊」（拒俄學生軍），當時清廷認為學生軍名為拒俄，實為革命，因此要求日本政府加以取締。許多留日學生進入日本軍事學校就讀，例如晚清的宗社黨領袖良弼，民國時期的山西軍閥閻錫山、雲南護國軍起義的領導人蔡鍔，都是日本陸軍士官學校的畢業生。蔣中正也曾去日本留學，進入了陸軍士官學校的預備學校「振武學校」就讀。這些去日本留學的中國學生，對日後的中國政治產生了相當重要的影響。其他日本軍事學校，如陸軍戶山學校、砲工學校、騎兵實施學校、野戰砲兵射擊學校，也有中國留學生前往學習。