容闳1828年生于广东的南屏镇。那里离澳门不远，是中国最早受到西方传教士文化影响的地区之一。1835年，7岁的容闳跟随父亲前往澳门，并于当年入读当时仍附设于伦敦妇女会女校的马礼逊纪念学校（Morrison School），由独立宣教士郭士立（原属荷兰传道会）的夫人负责教导。马礼逊学校是为纪念传教士马礼逊博士而于1839年11月1日在澳门创建的。1840年鸦片战争后，学校迁到香港。校长勃朗先生是一个美国人，耶鲁大学1832年毕业生。据容闳后来回忆，勃朗先生是一个极为出色的教师。他“性情沉静，处事灵活，彬彬有礼，为人随和，且多少带点乐观主义精神。他热爱自己的学生，因为他了解学生为了掌握知识需要付出多大的努力，而他自己更是不惜花费心血去教育他们。教学上，他别具天赋，释物说理，清楚明了，简洁易懂，从无学究气”。
容闳入校学习时，全校已有了五个中国孩子，容闳是第六个学生，也是年纪最小的一个。孩子们在学校上午学习算术、地理和英文，下午学中文。容闳在那里读了六年书。1846年8月的一天，一个决定改变了容闳的一生。那一天，勃朗先生来到班上，告诉全班同学，因为健康缘故，他决定要回美国去了。他说，他想带几个同学跟他一起走，以便他们能在美国完成学业。如果有谁愿意跟他一起走的话，勃朗先生说，请站起来。这时，全班死一般寂静。
容闳第一个站了起来，接着站起来的是一个叫黄胜的孩子，然后，又有一个叫黄宽的孩子也站了起来。晚上，当容闳把自己的决定告诉母亲时，母亲哭了。那时到海外去，很可能意味着生离死别，但母亲最终还是同意了，让自己的孩子由海角远赴天涯。
1847年1月，容闳、黄宽、黄胜跟随布朗前往美国。经过98天的风浪颠簸，容闳第一次踏上了美国的土地。他们就读的学校是马萨诸塞州的孟松学校，位于美国东北部。容闳在学校苦读拉丁文、希腊文和英国文学。1850年夏天，在美国乔治亚州萨凡那妇女会的资助下，容闳排除万难，终于走进了他向往已久的耶鲁大学校园，这时的他还身穿长袍，拖着长辫子。
耶鲁的繁重功课对准备不足的容闳来说非常困难，因为他在孟松学校的时候仅仅学了15个月拉丁文、12个月希腊文和10个多月的算术。所以，他在耶鲁的课程虽然还没有不及格的，但是学习起来比较吃力，不似旁人游刃有余。为了能够赶上同学，容闳只好利用晚上的时间努力学习，经常读书到深夜，且第一年的时候尤为努力。由于一方面忧虑自己的经济来源，另一方面又要努力补习功课，加上白天没有时间参加体育活动，晚上又读书到很晚，因此容闳的身体越来越羸弱，最后因精力不支，无法继续上课，只得暂时休养。到了第二年，别的课已经轻松一些了，只有微积分让容闳非常头痛，考试常不及格，他甚至担心自己会不会因此留级，整日提心吊胆。好在容闳的英文成绩十分优秀，在第二、第三学期接连获得第一名，所以平均起来分数并不低，才没有因为微积分差而留级。业余时间，他还参加了学校的橄榄球队和划船队，是划船队的主力之一。
在耶鲁大学，从第二学年末开始，容闳的经济开始宽裕起来，因为他有机会勤工俭学了。当时二、三年级的学生有20个人住在一起，需要找一个人专门负责伙食，容闳争取到了这个工作。他开始早晨起来去买菜，晚上负责烧菜、煮饭。于是，他后两年的膳食费用便节省了下来。同时，容闳又应聘为兄弟会的图书管理员。兄弟会是学校中的两个辩驳会之一，有一个小藏书楼。容闳以会员的便利条件，谋得了这个工作。到了第四年时，管理图书的报酬涨到了每年30美元，容闳终于不再像刚进大学时那样贫困潦倒了。当时容闳穿的是萨凡那妇女会寄来的鞋袜，学费来自萨凡那妇女会和阿立芬特兄弟公司的资助。他于是节省下这30美元，托人辗转带回中国，交给母亲。
那时，容闳也开始在报纸上用笔名发表文章，有几篇关于中国问题的评论引起了人们的注意。哈特福德市的一位著名学者找到容闳，向他打听作者是谁。当容闳见到这位学者时，他非常不好意思，“羞赧如处女，手足无所措”，低着头小声承认，他就是那些文章的作者。
虽然容闳在美国的大学生活如鱼得水，但仍时时想起祖国。他说：“予当修业期内，中国之腐败情形，时触予怀，适末年而尤甚。”他亲眼看到了西方的富强，也感到了中国的落后。更使他忧心不已的是，当时中国人对外部世界仍然一无所知，仍认为中国是天下的中心。所以他在大学时就扪心自问：我将用自己的所学去做些什么呢？容闳有时甚至怀疑，是否不受教育更好。既然受了教育，对理想和道德的追求就越来越高。知识越多，痛苦就越多，快乐就越少。但他知道，这是怯弱者卑微的念头——“这样的人，不足以成就伟大的事业，达到高尚的境界！”
在和同班同学卡特勒的几次散步、谈话中，容闳提出了当时正在他头脑中酝酿着的中国留学计划：“我既然远涉重洋，身受文明教育，就要把学到的东西付诸实用。”
1854年容闳毕业，这是当年耶鲁大学毕业典礼上的大事件。许多著名的学者都赶来参加典礼，就是为了看一看容闳这位不寻常的中国人。
耶鲁大学的1854年级共有98名学生。这个年级的同学赠言簿，包括容闳自己的那本，都被耶鲁大学档案馆收藏。容闳用中文赠给同学的留言，是用娟秀的毛笔正楷写成的，其中有：“礼之用，和为贵”，“大人者不失赤子之心”，“手拈一管笔，到处不求人”，“有志者事竟成”等。有92名同学给他赠言，那些赠言热情洋溢，如“我将常常深深思念你，你为人民谋求福祉的光荣使命。获悉你的故土从专制统治下和愚昧锁链中解放出来的欢乐……”
容闳是耶鲁的骄傲。1854年，作为第一个毕业于美国著名大学的中国人，他引人瞩目；在后来的日子里，作为中国留学计划的策划者和实施者，他更受尊敬；1876年，耶鲁授予他法学博士学位。他的画像悬挂在耶鲁校园，令许多游人驻足。