京城，到同文館擔任教習。
徐廣縉有心不放他離開：自從皇帝登基，與列夷日漸交好，廣東黃埔等地的碼頭前帆影蔽日，日以繼夜，他這個五口通商大臣事物繁重，身邊能夠用得順手的人不是很多，容閎算是一個。卻架不住容閎苦求，再想到推薦得人，於自己宦途騰轉更有大益處，便答應了下來。
於是，容閎交卸了在衙門中的差事，帶著妻子兒女乘船北上。他自幼生長在南地，這江南、北地從未踏足半步，而且，他在澳門洋人開辦的學堂上學，日間所說，也都是以西語為頻，後來更是到美國留學，回國之時，一句中文都不會說，日後在中國生活的一段時間，鄉音才逐漸熟稔。不過論起來，漢語水平還是不及西語遠甚。每說一句話，都要想上半天才能出口，旁的人不知道，還當他是結巴呢，鬧出了不少笑話。
他在美國呆得久了，生活習性無不相符，他知道，同文館中有一些西洋教習，而西人彼此初見，總是要送一些禮物，於是，船行到杭州時，容閎的船停了下來，準備買上幾斤生絲，帶到京中，作為禮物相贈。
在杭州的幾天，容閎除了購買生絲，還親自去到浙江海寧，去拜訪了一個人，這個人叫李善蘭，既是容閎的前輩，也是同文館中天文、數術總教習。
道光季年，李善蘭住在上海，與英國漢學家偉烈亞力合譯歐幾里得《幾何原本》9卷，完成明末徐光啟、利瑪竇未竟之業。又與偉烈亞力、艾約瑟等合譯《代微積拾級》、《重學》、《談天》等多種西方數學及自然科學書籍。是道鹹年間海內首屈一指的算學、天文學、植物學方家。
容閎在美國的時候，各項科目都能勝任愉快，只有一個數學，視為畏途，每一次考試都不及格不過這一次登門，不為求學，只為攀談，有請教益，所以賓主兩個相聚甚歡。
李善蘭為人方正，雖是常與西人相共，卻全無半點稍稍草率之舉，平日束身極謹，面目嚴肅，一生行事，如同時針移動，週而復始，不爽晷刻。和容閎談笑風生大異其趣。對此，容閎只能認為，這是做數術之學久了，形成了那等認真、客觀的性子。
他在同文館中公務繁忙，不過同文館之設，一體仿照外國學堂，每年各有寒暑假期——也只有假期之中，李善蘭方能有閒暇之日，潛心修學。
李善蘭精研數術之學，而且當年經常和一些西人共事，英語也是很會說的，在容閎拜訪的時候，兩個人一會兒用中文，一會兒用英文，前者也就罷了，堂下侍立的下人能夠明白；用英文的時候，便如同天書一般。
他對容閎說，“以老夫觀之，皇上開設同文之館，本為開啟民智，師夷長技，皇上當年上諭中有言：做人學生並無可恥之處，可恥的是我等連人家的學生也做不好。本是至理名言，殊不知這樣的話，全然不為那些不通之士所深悟，橫加指責之外，更處處阻撓——若是都像倭艮峰那樣的真道學也就罷了，偏有徐豫如那樣，聞聽洋學便掩耳疾走的假道學”
他對容閎說，“純甫，你與老夫所教習科目不同，此番赴京，日後多有相見之期，倒是有幾句話要事先指揮。”
容閎想了想，一字一句的說：“是。請先生教誨。”
“善於教育者，當先以學生之道德為第一注重要務，以養成其優美品格，否則，僅僅以學問、知識授予學生，自謂盡其能事，充乎其極，不過使學生成一能行之百科全書，或一具有靈性之鸚鵡爾，咢足貴哉？”
這番話若是用英文說，容閎自能通曉，用中文說出來，他只能眨著眼睛，半懂不懂的聽著。又和李善蘭攀談幾句館中人員、事物可交代之處，這才起身告辭。
路上再無耽擱，六月下旬，容閎趕到北京，先到總署衙門投遞公文，呈上陸建瀛手書的八行，文祥帶汪康餘親自接待，彼此談了幾句，更多的只是文祥在說，容閎奉命唯唯。
因為是在暑假期間，館中無事可做，容閎在把母親、妻兒安頓下來之後，就開始在朝廷為各省而來的教習準備下的公房中備課。
公房距離總署衙門很近，他有一點時間，就是到總署衙門的門下籤押房中去和同僚說話——不是為打發時間，只是為了能夠更快的掌握熟練的中文；作為交換，他用帶著南方口音、語速很慢的中文，為眾人講述在美國的生活經歷。
一開始不顯山不露水，到了後來，成為總署衙門的一道奇特的風景線，每到中午用飯時分，連汪康餘、唐文治這樣的總署章京，也到簽押房中來，聽他講海外的奇聞異事，口中嘖嘖稱奇。
時間久了，連奕也注意到