1919年9月29日上午10时，李立三同徐特立等其他47名赴法学生，登上了博多斯号轮船。轮船从上海起锚出海，李立三义无反顾踏上了赴法勤工俭学的途程，从此走上了革命的道路。
李立三一行，在大海中颠簸了40多个日日夜夜，于1919年11月12日抵达法国巴黎。由于他们的语言没有过关，随即先进蒙达尼学校补习法语。
初到法国的李立三，感觉一切都很新鲜，他满怀激情地写了一首自由体的新诗，表露了他要“唤醒可怜的同胞”、“造一个光明灿烂的新世界”的凌云壮志：
我是一个断梗的浮萍，
随着那风波儿上下飘零。
也到过黄浦江头，
也到过潇湘水滨，
也到过幽燕，
也到过洞庭。
今又吹我到西天来了。
呼吸那自由的空气，
瞻仰那自由的女神。
我还要唱那自由之歌，
撞那自由之钟，
唤醒可怜的同胞，
惊起他们的酣梦。
鼓荡雄风，
振作精神，
造一个光明灿烂的新世界，
作一个幸福无比的新国民。
此时的李立三，虽然还不是一个马克思主义者，但他的学习目的非常明确，那就是为了“创造自由的新世界”！因此，他一面在蒙达尼公学补习法语，并到三侠孟一家纺织厂和钢铁厂做工，一面积极参加政治活动。在其师傅（一名法国共产党党员）的帮助下，参加了由法国共产党组织的一次大罢工，第一次受到革命的阶级教育，开始接受马克思主义学说，并初步形成马克思主义世界观。李立三学习很刻苦，仅几个月时间，就能阅读一般的法文报纸了。他特别喜欢读法国共产党人主办的《人道报》。
青年时代的李立三是个性格十分外露的人。他天性好动，因此每有体育活动总是少不了他。他性格直爽，襟怀开阔，雷厉风行。就连读书这样的事，他都显得与众不同。比如他要是得到一本好书，总喜欢一口气看到结尾。据友人对他的回忆说，一次，李立三从同学处借到一本《资本论》，简直如获至宝，书一到手，他就把自己“钉”在房子里，独自蹲在一旁，“啃”得津津有味，谁也别想叫动他。
李立三对旧世界有着强烈的憎恨，因之他思想活跃，善于讲话，非常喜欢谈论和争辩政治问题。据当年《时事新报》记载，1920年4月下旬，时逢五四运动一周年即将到来之际，在法国同学以“群策群力争回山东主权”为主题，召开欢迎新到法国的同学大会，到会的有巴黎同学及各地来的代表百余人。欢迎大会由李圣章主持，报告开会理由，继由书记周览详述该会一年来之经过，随后请来宾演说。
首先由北京大学的许德珩登台，报告国内最近情形，谈及政府听命日本，压迫国民诸罪状，闻者无不痛愤切齿，大呼“誓除国贼”。
次由湖南勤工俭学的老教育家徐特立先生(年约40岁)演说：吾国丁兹时局，危险已极，欲图自存，惟有实行国民外交，要求同情于欧美各国之真正了解正义人道者，合世界善类之力，以推倒武力侵略之强权国家，然后可以转危为安。
紧接着，血气方刚，年仅20岁的李隆郅(立三)，也上台演讲。他除了激烈抨击帝国主义侵略，表达爱国热情外，还主张把爱国运动和当前的学习结合起来，提出共同创办英法文定期出版物，以“发表中国之文明，宣扬日本之罪状”。
李立三那“粗暴夸大的性情”，“毛茸茸的像一条小‘大虫’”，在旅法同学中留下了深刻印象。每当同学们在房子里谈起灾难深重的祖国时，谁一提到反动军阀，他会立即挥动拳头：“推翻”!谁一谈起无耻政客，他会摆动胳膊：“打倒”！谁一讲到卖国贼和反动派，他会高声喊道：“杀掉！”这一方面反映出李立三为人坦率直爽、胸怀开阔急躁的性格特征，同时也反映出他对旧世界强烈的憎恨，与反动统治阶级势不两立的态度。“推翻!”“打倒!”“杀掉！”这六个字，成为李立三的口头禅，被同学们称誉为“李隆郅的英雄气概”。
李立三早年曾经倾向过无政府主义，因此和陈延年、陈乔年、王若飞等关系密切，而同蔡和森等人比较疏远。但时间很短，在他读了较多的法共报纸和一系列马克思主义著作之后，很快就转到了马克思主义方面来。他坚决相信照十月革命的干法，把军阀政府砸它个稀巴烂，中国革命很快就成功了。
思想的飞跃带来行动的坚决。洋溢着青春活力的李立三从此坚定不移地走上为共产主义事业奋斗终生的伟大实践道路。1940年，他在《自述》中回忆自己在法国期间的革命活动时写道：“1920年底，我和赵世炎、鲁易、刘伯坚、袁庆云等人一起组织了留法中国工人学生中第一个共产主义小组。”
