这个时期中国留日学生在日本学习的专业很广泛，尤以政法和军事为最热门。许多留日学生通过参加各种爱国运动而走上革命道路。他们还在日本创办各种报刊杂志，翻译出版书籍，积极宣传新文化，新思想。同盟会及其革命宣传、武装起义的骨干分子大多数是留日学生。如大家熟悉的同盟会领导人黄兴，革命宣传家邹容、陈天华，革命烈士秋瑾、徐锡麟等都是早期留日学生。
第二个时期是1912-1930年，是留日潮的发展和风波迭起的时期
1911年武昌起义前后，许多留日学生回国投身辛亥革命，一度留日学生骤减。1913至1914年，又恢复和增加到四五千人，出现第二次留日高潮。直到1930年留日学生还有二三千人。这个时期既有为建设国家未来而赴日本深造的，也有对当时社会混乱不满而赴日本留学、寻找救国道路的。既有官派留学生，也有大量自费生。
这个时期中日关系错综复杂、风波迭起。中国留日学生曾积极投入各种政治活动。如1915年反对袁世凯接受日本“二十一条”和企图复辟帝制的斗争。李大钊曾代表中国留日学生总会起草了《警告全国父老书》。留日归国学生蔡锷组织护国军以武力讨袁。1915年以后一批留日归国学生又发动了新文化运动，著名的《新青年》杂志编辑部的核心人物陈独秀、李大钊、鲁迅等人都曾留学日本，受到日本民主主义思想的影响。1918年，在日本的中国留学生发起了反对《中日共同防敌协定》的斗争，并在街上示威游行。又有大批留日学生回国，投入反对帝国主义和北洋军阀的五四运动。1919年5月4日，有些归国留学生直接参加了天安门的游行和以后各种斗争。
5月7日，在日本的中国留日学生也举行了声势浩大的游行示威。一些留日学生在日本还受到社会主义和马克思主义思想的影响，回国参与了中国共产党的建党和早期活动，如陈独秀、李大钊、李达、李汉俊、周恩来、董必武、彭湃等人。这个时期。国民党和各地军阀、官僚也派出大批学生留日，仍以学军事、政法为多。国民党及民国政府许多党政要人、军事将领如蒋介石、胡汉民、戴季陶、阎锡山、何应钦、白崇禧等也都曾留学日本。二、三十年代中国留日学生的左翼文化活动也很活跃，如郭沫若、郁达夫、田汉等人，曾组织文化团体、创办刊物、举行读书活动等。
第三个时期从1931-1945年，是中日战争和留日潮的曲折时期
这个时期留日学生中还有后来成为中国共产党著名外交家的乔冠华、赵安博、孙平化等人，他们曾在东京大学或东京工业大学留过学。有的后来成为著名作家、学者，如夏衍、田汉、林林、杜宣、钟敬文等。