從登招友啓示，到組建新民學會，毛澤東終于聚集了一群志同道合的同學。然而曆史的進程滾滾向前，身處世界動蕩變革時期，時代不會讓毛澤東在一個地方停留太久。
在新民學會成員們爲未來彷徨焦慮時，毛澤東收到了楊昌濟老師的來信。楊昌濟這時已經離開長沙，到了北京大學任教。他無時無刻不惦記著自己的得意學生。他給毛澤東、蔡和森和蕭瑜寫信，介紹新文化運動期間，一項對中國青年幫助巨大的運動，赴法勤工儉學運動，鼓勵他們外出深造。
中國學生去法國留學這個潮流由來已久，1912年，北京就出現了“留法儉學會”組織，得到了當時教育總長蔡元培的極力贊同。1914年受袁世凱政府組織被迫中斷。之後，李石曾在巴黎發起勤工儉學會，成立華工學校，蔡元培還曾經親自授課。
到了新文化運動乃至1919年的五四前後，大批青年奔赴法國，據統計，1919到1920年間，先後共20批約1600多人到達法國勤工儉學。
話說回來，當時湖南省政局混亂，“教育摧殘殆盡，幾至無學可求”。楊昌濟老師的這封信像一根救命稻草，給學生們指出了一條方向。于是，8月19日，毛澤東和有意願赴法的同學們一起，先到了北京，在留學前，他們需要上半年的預備班。
這趟旅途一開始就充滿了困難，途中先是步行，接著坐船，然後是火車。到了北京後，真正的困苦才剛開始。
楊昌濟住在北大附近一間房子裏，毛澤東剛開始和房子的看門人擠在一個小房間。後來，他有能力自己租房子，住在三眼井，房間裏一共8個人，擠在一張炕上，毛澤東超過一米八六的身高讓他吃盡了苦頭，他回憶說：“我們大家都睡到炕上的時候，擠得幾乎透不過氣來。每逢我要翻身，得先同兩旁的人打招呼。”
天變冷了之後，買柴火已經讓這些窮學生捉襟見肘，他們不得不合買一件棉衣。後來毛澤東用非常詩意的八個字形容這種生活“隆然高炕，大被同眠”。
好在，工作的充實彌補了生活的困窘，經由楊昌濟老師的介紹，毛澤東在北大圖書館當上了管理員。而當時圖書館館長，就是毛澤東讀《新青年》過程中崇敬已久的李大钊。
圖書管理員工資不高，一個月八塊錢，工作也比較清閑，整理書架，打掃衛生，登記借閱情況，有時，他發現借閱者是新文化運動中的重要人士，他懷著激動的心情想要和別人討論中國的政治文化問題，然而。毛澤東說：“可是他們都是些大忙人，沒有時間聽一個圖書助理員說南方話。”
蕭瑜也從側面印證了毛澤東的處境，他說：“毛澤東曾寫信告訴我，像傅斯年、段希明、羅家倫這些人，在長沙的時候就聽說過，說是北大最優秀的學生，然而，與之接觸後，卻讓他非常失望。”
他們不僅對毛澤東的主動搭讪置之不理，在平時的借書還書過程中，也表現得比較輕蔑，毛澤東說：“我的工作中，有一項是登記來圖書館讀報人的姓名，可是對這些學生來說，我這個人仿佛就是不存在的。”
盡管北京對這個出生成長在南方的青年來說有諸多不習慣，不適應，但毛澤東無暇在這上面糾纏，他正處在新文化運動的中心，處在北京大學，先進思潮的發源地。新的書刊，新的觀念，新的人物，這是一個開闊寬廣的世界，毛澤東一頭紮進去，如饑似渴地吸收著一切能爲我所用的知識。
除了工作學習，毛澤東的生活也出現了一些罕見的浪漫情調，他和楊昌濟教授的女兒楊開慧兩情相悅。
當毛澤東在湖南第一師範就讀時，楊開慧還是個14歲的青澀女孩，如今，她已經18歲，亭亭玉立，由于楊昌濟的關系，兩人交往密切，互生情愫。
楊開慧在很多年後提起這段戀情，仍然不加掩飾地寫到：“我是這樣的幸運！得到了一個愛人！自從聽到他許多事，看了他許多文章和日記，我就深深愛上了他。自從我完全了解了他對我的真意，從此，我就有了一個新的意識：我覺得，我除了爲父母而生之外，就是爲他而生的。我想象著，假如有一天他死去了，我的母親也不在了，我一定要跟他去死！假如他被人捉著去殺，我也一定要去同他共一個命運！”
而在以後的十年間，他們兩人的悲歡離合將和中國波瀾壯闊的曆史一起發展。
1919年，毛澤東面臨命運的分岔口。一方面他收到母親病重的噩耗，不得不趕回湖南。另一方面，預備班的學習結束了，毛澤東需要在出國和留京中做出選擇。
由于當時中國到法國的鐵路中斷，學生們只能選擇海路，從上海出發，沿途經過香港、海防、西貢、新加坡、科倫坡、吉布提等地，到達馬賽，再換乘火車抵達巴黎，全程40天左右。3月12日，毛澤東在回家的途中轉道上海，他是來送別同學的。考慮良久，他最終決定留下。
關于爲什麽放棄出國，毛澤東在之後一封信裏做出的解釋，他羅列了留在國內學習的好處：首先，看書方面，看譯本比看原本效率高。文化方面，東方文明，也可以說中國文明依然有許多值得探索研究的地方，只有弄懂了中國，才能和西方作比較。另外，他在信中提到自己打算實地探訪中國這個地盤，一步一步走進中國。
他也逐漸領略到了北京的魅力，他說：“在公園和故宮的宮址我看到了北國的早春，在堅冰還蓋著北海的時候，我看到了怒放的梅花。”
就這樣，他送別了同學，從此，他們將暫時離別，各奔天涯。
幾乎同時，在北京東南方的天津，一名叫周恩來的青年人越洋去了歐洲。在西南方的重慶，另一名叫作鄧小平的青年，也加入勤工儉學的行列，打起行裝去了法國。