这时，梁启超正在长沙主持提倡维新变法的南学会和时务学堂，范源濂与林圭、蔡锷等同时入选，成为梁的高足和追随者。受哥哥影响，小旭东经常到中西学术并重的求贤书院去看报纸，听人研讨时事，主动接受新事物。在那里，他呼吸到一股清新的空气。
1898年，戊戌变法失败，积极参与变法的梁启超逃往日本，祸及范源濂。为躲追捕，范源濂被迫东渡日本，进入东京高等师范学校学习。
1900年范源濂潜回长沙搞地下工作，再次遭到追捕，无奈再次逃亡日本。此时，范旭东已经17岁。想到反动势力的残酷无情，范源濂害怕弟弟受到牵连，决定带他一起东渡。
一路上，范旭东被藏在船舱下，他是听着哗哗的海浪声离开故土远赴东瀛的。这哗哗的海浪声令他心惊过、害怕过，但他也因此对大海一往情深。
从1900年至1911年，从17岁到28岁，范旭东在那个樱花盛开的岛国生活了11个春秋。在这里，他不仅大大开阔了眼界，掌握了渊博的知识，也收获了爱情，明晰了实业救国的志向。
樱花开了，谢了；谢了，又开了。樱花似洁白的冰雪，让人想到坚韧与挺拔；樱花是花样年华的少女，让人感觉到青春与朝气。当时的日本，正是国力蒸蒸日上的时候，目睹日本强盛的范旭东，想到海对岸祖国的贫穷落后，真是感时花溅泪，祖国啊，您何时才能崛起？
在烂漫樱花中，范旭东曾摄下一张永世难忘的照片。在照片背后，他写下铿锵誓言：“时方中原不靖，安危一发，有感而记此。男儿男儿，切勿忘之。我愿从今以后，寡言力行，摄像立誓之证。”
范旭东的身体比较弱，为了能适应京都帝国大学高强度的学习，他加入了东京武术研究会，学习柔道、击剑、射击和骑马，通过这种锻炼达到健体强身的目的，保持旺盛的精力完成学业。
最令小范难受的是，当他从日本京都帝国大学应用化学系毕业时，一个日本校长竟然对他说：“俟君学成，中国早亡矣。”留校任教后，小范更是勤奋刻苦，恨不得一口气将最新的化工知识咽下肚中，以待时机成熟，实业报国。
这时，一位美丽贤淑的湖南姑娘来到范旭东的身边，她就是小范未来的新娘许馥。许馥小范旭东一岁，1905年以官费留日，是中国第一批留日女生。
两人报国之志相投，情趣相合，很快就坠入情网。二人确是良缘天配，感情终生不渝。
1911年10月10日武昌起义，反清起义在全国风起云涌，清朝封建统治摇摇欲坠。范旭东听到此消息欢欣不已，30多年后他回忆当时的情景说：“辛亥革命，激动了年轻人的感情，不由得不热血沸腾，当时我在日本京都帝国大学做研究工作，早出晚归，生活比较安适，国内还有激变，一天一个说法，实在让人难受，趁冬假得暇，赶回中国……”
1912年年初，范旭东偕爱妻许馥学成归国。在北京东斜街的范宅，离散十余年之后，全家终于团聚。范老太太看着两个儿子、两个媳妇，想到这些年的艰辛，今日得以团圆，再享天伦之乐，不禁老泪纵横。
此时，范源濂已担任国民政府教育部次长。范旭东告诉母亲、哥哥：“我要办化学工业，实业救国！” 母亲不语，饱经沧桑的老人不知该怎样回答儿子。范源濂非常明白弟弟的心，他认为时机尚未成熟，劝道：“还是等待时机吧！”
1912年10月，范旭东心中仰慕的梁启超从日本回国了，范旭东迫不及待地又将实业救国的心声向这位师长道出，希望他能支持。
“这？” 一张宽大的桌前，梁启超正挥毫赶写着一份竞选宣言，他急匆匆赶回国为的就是这政改大事，哪里顾得上去搞具体的工业项目。但梁启超毕竟还是挺器重范氏兄弟的，他没有正面回答小范，而是说：“旭东，听说财政部正需要人，你还是先去分析化验一下银元的质量吧！”
