1919年，徐特立42歲，已執教20餘年，然國內亂象叢生，軍閥混戰，他深感報國無門，於是打算赴法勤工儉學，學學新思想和新技術。
是年夏，他賣了部分器物和書籍，籌集了一筆經費，秘密到上海辦理出國手續，期間開始熟悉法國的生活習慣。沒多久，他遇到了一個相識的華工水手，在其幫助下，他和十幾人，隻花了平日船票費的一半，就登上了一艘法國郵船。
他出發那天是9月28日，曆經50多天海上航行，於11月中旬終於抵達法國馬賽。隨後開始換乘火車前往巴黎。他先到了木蘭省公學法文補習班學習法文；7個月後又進入聖來猛鋼鐵廠邊打工邊學習。
就這樣，已入不惑之年的他開始了半工半讀的法國留學生涯。經過一年半的努力，他考入了巴黎大學，專攻物理和數學等自然科學。然而，好事多磨難，在法勤工儉學的進步學生，在蔡和森、趙世炎、陳毅等人領導下，發動了爭取學習權利、進占裏昂大學的正義鬥爭，隨後遭到了華法教育會負責人吳稚暉和法國軍警的鎮壓，104名勤工儉學學生被遣送回國。
徐特立聞得此信，按捺不住內心激憤，與黃齊生先生從巴黎趕到裏昂，加入了反對迫害學生的惡行、聲援進步學生的鬥爭。
這之後，他拒絕了軍閥政府籠絡，毅然結束了法國之旅，又借資赴比利時、德國遊曆10個月，於1924年回到了闊別5年的祖國。