1919年，在蔡元培、傅增湘的幫助下，25歲的徐悲鴻獲公費(fèi)赴法留學(xué)。到達(dá)巴黎后，先在各大博物館仔細(xì)觀摹西方藝術(shù)的精華，比較他們與東方藝術(shù)的不同之處，數(shù)月絕筆不畫(huà)。然后入朱里安畫(huà)院學(xué)習(xí)素描兩月，后又考入巴黎國(guó)立高等美術(shù)學(xué)校，入弗拉芒格畫(huà)室。每次競(jìng)試，都名列前茅。課余，便到盧浮宮和盧林堡美術(shù)館研究大師的作品，臨摹德拉克洛瓦、委拉斯蓋茲、倫勃朗等作品。課余，則到羅浮宮和盧森堡美術(shù)館臨畫(huà)。他站在十八世紀(jì)末法國(guó)浪漫主義大師德洛克瓦的巨幅油畫(huà)《希阿島的屠殺》前，深深地被激動(dòng)，以致熱淚盈眶，不能自己。

　　1920年冬，法國(guó)大雕塑家唐潑特介紹徐悲鴻認(rèn)識(shí)了法國(guó)國(guó)家畫(huà)會(huì)的領(lǐng)袖達(dá)仰，他當(dāng)時(shí)享有很高的威望。從此，徐悲鴻每個(gè)星期天都去聆聽(tīng)達(dá)仰的教導(dǎo)和參加該派藝術(shù)家們的茶會(huì)，深受教益。達(dá)仰勉勵(lì)徐悲鴻說(shuō)：“學(xué)美術(shù)是很苦的事，不要趨慕浮夸，不要甘于微小的成就，”他要徐悲鴻精繪素描，并養(yǎng)成默寫(xiě)的習(xí)慣。徐悲鴻遵從達(dá)仰的教導(dǎo)，很見(jiàn)功效，于是更加努力。先后有《悵望》、《蕭聲》、《琴課》、《扶貓人像》、《遠(yuǎn)聞》、《馬夫和馬》等杰作問(wèn)世。僅1927年就有9幅作品入選法國(guó)國(guó)家美展，獲得很高的贊譽(yù)。

　　1921年4月法國(guó)國(guó)家美展開(kāi)幕，徐悲鴻從早至晚仔細(xì)觀摹，走出會(huì)場(chǎng)時(shí)，才發(fā)現(xiàn)外面下著大雪，而他整天未進(jìn)餐，又缺少御寒的大衣，頓時(shí)感到饑寒交迫，腹痛如絞。從此患上了嚴(yán)重的腸痙攣癥。他常強(qiáng)迫自己忍痛作畫(huà)，現(xiàn)仍保存的一幅素描上便寫(xiě)著：“人覽吾畫(huà)，焉知吾之為此，每至痛不支也。”

　　這年夏天，病更重了，而學(xué)費(fèi)已完全斷絕，他只好去柏林。徐悲鴻在柏林認(rèn)識(shí)了柏林美術(shù)學(xué)院院長(zhǎng)康普，并看到門(mén)采爾、綏干第尼及康普的作品，感到在法國(guó)見(jiàn)到的佳作雖多，仍受局限。他最?lèi)?ài)倫勃朗的畫(huà)，便去博物院臨摹，每天都持續(xù)畫(huà)10個(gè)小時(shí)，其間連一口水也不喝。特別在臨摹倫勃朗第二夫人像時(shí)，下了很大的功夫，覺(jué)得略有收獲但仍不能用在自己的作品上，于是更加努力。

　　1923年，徐悲鴻回到巴黎后，以油畫(huà)《老婦》，第一次入選法國(guó)國(guó)家美展，再謁達(dá)仰。

　　1927年春，徐悲鴻赴意大利和瑞士，流連于圣彼得寺的名雕和西斯廷教堂米開(kāi)朗基羅的壁畫(huà)之前，縱情欣賞了文藝復(fù)興時(shí)代大師們的杰作，并游覽了龐貝古城，領(lǐng)略西方古代藝術(shù)的氣氛。

　　經(jīng)過(guò)8年國(guó)外勤奮刻苦的學(xué)習(xí)和鉆研，徐悲鴻懷著復(fù)興中國(guó)繪畫(huà)的決心，回到久別的祖國(guó)，居上海霞飛坊。