李四光離開祖國，遠渡重洋，來到了大不列顛帝國的首都——倫敦，他先到中國駐英使館留歐學生監督處報了到。當時，我國派去英國的留學生中學理工科的較多，李四光按照自己的誌願，決定在英國學習采礦。然而，由於他的英語基礎不好，數理化等學科也還需要補習，因此他決定先進預科，以鞏固數理化等方麵的知識，並補習一下英語。
英國的大學中，當時采礦方麵較為著名的有伯明翰大學，學費比曆史悠久的牛津、劍橋等著名大學要少一些，但教學設施方麵卻不差，李四光決定進伯明翰大學。他填寫了誌願書，經留歐學生監督處同意後，由倫敦到了伯明翰城。這個學校的理工科設在伯明翰市郊的艾及巴思頓，從市中心坐有軌電車大約需要半個小時的時間。校園坐落在一塊平坦而開闊的土地上，綠草如茵，給人一種清新的感覺，校園中央高聳著一座方形的尖頂鍾塔，塔的左側有一群圓頂建築，右側有一座平頂樓房。校園四周有通往各處的馬路，路的兩側種著樹木和冬青。稍遠處有幾座顯得稍高的土丘，丘邊的水池清澈見底，顯得十分壯麗，幽雅。
在學校附近，李四光找到了一家公寓住了下來。這家公寓的主人是一位上了年紀的英國老太太，待人非常熱情。同時住在這家公寓的還有一位中國留學生丁燮林，他是江蘇泰興人，也在伯明翰大學學習。他們兩人異國相遇，一見如故，從此兩人相互幫助，相互學習，非常親密。他們還拜房東老太太為師補習英語。丁燮林比李四光小四歲，開始學的時候，丁燮林進步很快，而李四光卻比較吃力，但他特別用功，通過一段時間的耳聽、眼看、書寫、口念、就很快就趕上了丁燮林。二人的英語水平可以說是伯仲之間。李四光還看了不少英國的古典文學作品，在不到一年的時間裏，他的英語就說寫自如了。後來，他又利用業餘時間學習了德語、法語。他在外文方麵下的工夫，為他後幾年的學習，乃至日後的科學研究活動，奠定了基礎。
1913年12月27日，中國政府教育部頒發了《留歐官費學生規約》，規定留歐官費生留學期間一律不得轉學及改赴他國學習，未畢業前不得請假回國，違者停止官費。這樣，李四光就在伯明翰大學，一直讀到畢業。
李四光在預科學習期間，感到以前留學日本的時候，在數學方麵下的工夫還不夠，數學成績的好壞，直接影響到其他理工學科，現在必須從頭開始，紮紮實實地學下去，盡快趕上來。平時演算習題，不論怎麼繁難，他都堅持一定要演算出結果。丁燮林的數學要稍好於李四光。有時丁燮林見他演算得很費勁，就想把自己演算出來的結果給他參考，讓他走點捷徑。然而，李四光總是婉言謝絕，哪怕自己埋頭苦苦算上一天，兩天，也要算出結果，才肯放手。他感到學習數學，年齡即使稍大一點，隻要能堅持循序漸進，堅持演算，經過自己的努力，還是可以學好的。
學校的生活，和一般英國人的生活習慣一樣，晚間睡得晚，早晨起來得也晚。李四光是一位不知疲倦的學生，即使是休息時間，也總不放鬆學習。偶爾在假日公園，看看名勝古跡，身邊也總是少不了一疊報紙雜誌，或是一卷厚厚的書籍。在林蔭道上，在湖畔，一坐下來思考著一些問題抄抄寫寫起來。
然而，這樣平靜的學習生活，並沒有持續多久，1914年8月4日，第一次世界大戰爆發了。以英、法、俄為一方的協約國和以德、奧、意為軸心的同盟國，為了重新瓜分世界，爭奪殖民地，而展開一場長達四年之久的世界大戰。英國為了打贏這場戰爭，將國內的生產機構轉為軍事生產，這樣必然影響人們的日常生活。物價飛速上漲，日常生活用品日益短缺，糖買不到了，冬季取暖的煤，也越來越少；最麻煩的是晚間電燈，因軍工生產大量用電而常常不亮，買支蠟燭都十分困難。在中國留學生中，有的人因日益惡化的學習環境，感到待不下去了，幹脆打起行裝停學離英回國。但是李四光卻憑著他從小養成的吃苦耐勞精神，節衣縮食，克服種種困難，堅持學習下來，直到學成回國。
經過一年的學習，李四光從預科轉到采礦科，他感到要采礦，離不開地質，因此，他決定轉到理科學地質專業，擔任李四光的導師研究地質學這門學科。
在伯明翰大學地質係，地質學家包爾頓教授。這位教授對中國留學生非常熱心，李四光對他也很尊重，經常向他請教一些問題，從中獲益匪淺。英國地質學家威爾士、和盧也在地質係任教。李四光與他們來往比較密切。威爾士經常邀請李四光到家作客。李四光為威爾士的孩子們做過不少玩具，其中有一個是單翼飛機模型。這種單翼飛機，是大戰中剛剛出現的一種新式武器，由於李四光做得非常精美、逼真，以至於孩子們對這個新玩具特別喜愛。李四光在英國還學會了拉小提琴，有時在威爾士家做客，在大家一再要求下，即興演奏一曲，深得他們一家人的欣賞。在1973年2月，威爾士教授給英國劍橋大學地質係的哈蘭德博士的信中還及此事。