每遇国家民族大事，聂荣臻在作文中总是感慨陈词，忧国忧民思想溢于言表，常书于文卷之上，教师曾誉其“资赋不凡，终非池中之物”。他积极加入进步学生的行列，常对同窗好友说：“我辈要以报国为根本，为中华民族的崛起而建功立业。”
聂荣臻不仅勤奋好学，且好见义勇为。遇同学有纠纷，总是善于排解；遇恃强凌弱者，则打抱不平，挺身相助。五四运动时期，因参加家乡学生爱国斗争，聂荣臻遭到反动当局的军警抓捕。为了避开眼前的危险，学习西洋先进的科学，心怀“实业救国”大志的聂荣臻于1919年赴法勤工俭学，并积极投身旅法学生运动。
1922年，聂荣臻转赴比利时就读于沙洛瓦劳动大学化学工程系，同年8月参加旅欧中国少年共产党（后称中国社会主义青年团旅欧支部），与刘伯坚一起负责过旅比利时支部工作，1923年春转入中国共产党。
1924年10月，聂荣臻奉命进莫斯科东方劳动者共产主义大学学习，后转入苏联红军学校中国班学习军事。1925年，由于中国革命的需要，聂荣臻结束留学生涯，和中国班的同学们一起回国。
聂荣臻在国外共度过了五年多时间。五年里，聂荣臻的世界观发生了根本转变，由“实业救国论”者转变为以天下为己任的社会革命论者，并成为了一个职业革命家。