天津教案辦結之後，對曾國藩的譴責更甚，“詬詈（lì）之聲大作，賣國賊之徽號竟加於國藩。京師湖南同鄉尤引為鄉人之大恥”，會館中所懸曾國藩“官爵匾額”“悉被擊毀”，並將名籍削去，即不再承認他是湖南籍人。後世的人評說此事，都說曾國藩的一世英名盡毀於津門，但事實並非如此。回到兩江總督任上的曾國藩，又一次走在了時代的前沿。
1871年8月，他以時任兩江總督的身份與直隸總督李鴻章會銜上奏《擬選子弟出洋學藝折》，建議清廷挑選聰穎幼童派往西方各國留學，學習西方長技，培育人才。他在奏折中這樣詮釋選派目的：“……擬選聰穎幼童，送赴泰西各國書院學習軍政、船政、步算、製造諸書，約計十餘年業成而歸，使西人擅長之技中國皆能諳悉，然後可以漸圖自強……”在這裏曾國藩，非常明確地闡釋了選派幼童出國留學的目的在於習西人之長技以為我所用，“仰副我皇上徐圖自強之至意”。
曾氏並非僅是簽字畫圈的官僚，他的派遣留學生也決非僅是決策之功，而更多地是把這作為一種國家自強的重要策略，且頗多創見，對於留學之必要性、目的、功用、選材、方法等都有所論及，甚至連可能遇到的問題都事先提出。
所謂“中國欲取其長，一旦遽圖盡購其器，不唯力有不逮，且此中奧妙，苟非遍覽久習，則本源無由洞徹，而曲折無以自明。古人謂學齊語者，須引而置之莊嶽之間。”認為“蓋聰穎子弟，不可多得，必其誌趣遠大，品質樸實，不牽於家累，不役於紛華者，方能遠遊異國，安心學習。”而選拔後，則嚴格要求：“隨時課以中國文義，俾識立身大節，可冀成有用之材。”學習西方的則應該是軍政、船政、步算、製造等學問。其結果“雖未必皆為偉器，而人材既眾，當有瑰異者出乎其中，此拔十得五之說也。”又說：“總之，圖事之始，固不能予之甚吝，而遽望之甚賒。況遠適異國，儲才備用，更不可以經費偶乏，淺嚐中輟。”他希望“以誌在必成，雖難不憚，雖費不惜，日積月累，成效漸有可觀。”
1872年夏天，經嚴格考試選拔出的中國第一批出國留學幼童共30人，在上海乘輪出洋赴美國留學。從此揭開了中國留學史的嶄新一頁，這是國家公派留學的發端。遺憾的是，曾國藩已於此年二月初四日（3月12日）晚病逝於兩江總督衙門，未能親眼見到。
據說曾國藩死的時候，金陵城下著小雨，天色陰慘。忽然有火光照耀城中，屬金陵的江寧、上元兩縣令急忙出來救火，卻不明火在何處。隻見有紅光圓如鏡麵，向西南方向緩緩飄行而去，良久方隱沒。又傳說城外有人見到大星隕落金陵城中。這當然是人們把一些奇怪的自然現象附會到曾國藩身上。因為人們相信，曾國藩的離世就如同巨星隕落，是清廷的巨大損失。
就留學事業，尤其是作為國家派遣留學的角度而言，曾國藩所作所為意義深遠且重大，譽其為開創之人當不為過。現在學界頗有稱容閎為“中國留學生之父”之說，容閎固然為中國留學生第一人，其於留學事業之貢獻和竭力，世所公認。如果就留學作為一項國家政策之製定和推行而言，曾國藩至少可以被稱為“中國留學事業的奠基者”。曾國藩之影響和決定性作用遠高於容氏。曾國藩作為當國者，其視角、眼光、見識、舉措，真可謂對國家之影響深遠莫大焉。
必須指出的是，曾國藩是“派遣留學”的重要決策者，但這一思路並不是孤立的，而納入“自強運動”的整個框架之下。其思路並沒脫出“師夷長技以製夷”的基本思維方式，正如李鴻章始終認為的“中國文武製度，事事遠出於西人之上，獨火器萬不能及”，所以派譴留學生也是去學其技術類的實用學科，這是時代之限製，不必太過苛求古人。曾國藩對西方強盛的認識頗有獨到之見，他早就意識到：“欲求自強之道，總以修政事、求賢才為急務；以學作炸炮，學造輪舟等具為下手工夫。”他決策派遣留學，是從為國家培養人才的高度來認識這舉措，而不是僅以“西洋工匠”的態度來對待留學生。所謂“西人之所強者兵，所以強者不在兵。”曾國藩很早就認識到了這點，從其開製造局到選派留學、組織譯書、研究西學等，這些非常人所能為的作為中即可窺見其開風氣，開先河之氣勢。後人評價其具有“先識遠見”，確非虛讚之語。