他與李恩富以及梁普照、梁普時等第二批留美幼童一起，從上海乘科羅拉多（Colorado）號輪船到達舊金山，然後乘坐通車不久、橫跨北美大陸的火車到美國東部。7月21日，火車途經愛荷華州在Adair以西的一片草原上出軌，列車被當時美國有名的大盜傑姆斯兄弟（Jesse and Frank James）一夥持槍匪徒搶劫，行李車被劫一空。在另一車廂中的28位留美幼童在他們的帶隊老師黃勝、容增祥帶領下，飽受虛驚，幸免於難。7月底到達馬州春田市（Springfield，MA），容揆和李恩富兩人被分配住在威利夫人（Mrs Sarah W. Vaille）家。
赴美留學
與威利夫婦
威利先生（Dr.Henry Robert Vaille）是春田市著名的醫生。威利夫人友善可親，對待兩個來自中國的孩子像自己的孩子一樣，悉心照料，輔導他們學習英語，熟悉西方生活。威利夫人的照料與愛護使容、李二人感念至深，友情的深刻記憶一直延續到他們的後代。容揆的孩子把威利夫人叫“Grandma Vaille”，李恩富的子孫把“Vaille”作為他們的中間名，（如Richard Vaille Lee；Matthew Vaille Lee即馬修·李）威利一家人，其實是當時熱情接待、親切照料120位幼童的70多個美國家庭的代表，在這些家庭里，130年前孕育的中美兩國人民之間純真的友誼種子一直到今天仍然在開花、結果。 幼年的容揆，個性有點羞怯、內向，但很有主見。他看清了要做的事就一定堅持不渝去做。剛到威利家的第一個星期日，威利夫人邀他倆一起去參加主日學（Sabbath school），他們以為是去看將要上學的學校，就跟著去了。但一進去，看見這是一座教堂，他和李恩富不敢進去，轉身就跑，威利的兒子不知何故，跑步追趕他們，一直追到家也無法勸他們回到教堂去參加禮拜。然而，在隨後的生活中，在好心的威利夫人和威利兄弟的影響下，他對基督教從無知、躲避，到逐漸了解，看到基督教是個好宗教，進而學習她的教義，不僅篤信她，而且認為中國人也需要她。
S.C
大約在1870年代後期，唐國安、容揆等留美幼童組織了一個“促進更多中國人信奉基督教學會”（一個長長的拉丁文名字：“Societas Condita Causa Augendarum Rerum Chinensium Christiana”， 簡稱“S.C.”），宗旨是“將來回到中國，把福音帶給同胞，引領他們走上永久和平康樂之道“。容揆任學會的司庫。
被開除出肄業局
容揆就讀於春田中學，至1880年6月高中畢業。他居全班第二名，是在畢業典禮上致辭的畢業生代表。畢業之前，他在春田市加入了基督教會----“南公理會（South Congregational Church）”，剪掉了辮子。這兩件事，被認為觸犯了清廷對留美幼童的清規戒律，剛上任不久、一貫反對派員留學的保守官僚、出洋幼童肄業局專員（Commissioner of The Chinese Educational Mission）吳嘉善勃然大怒，把容揆開除出肄業局，命令他立即回國。這時，容揆本已被哈佛大學錄取，準備入學，吳嘉善勒令他和已入耶魯大學二年級、因同一原因被開除的另一幼童譚耀勛一起立即回國。
進入耶魯
到春田市的時候，容、譚二人說要向朋友告別，下車隱匿下來，得到朋友和一位律師的幫助，在美國留下來繼續學習。時任駐美副公使的容閎也幫助了容揆，並由摯友，哈德福市避難山教堂屈切爾牧師（Rev. Joseph H. Twichell）出面，在經濟上給以支持，條件是學業完成之後要為中國服務，還建議他到耶魯上學。這樣，兩位抗命不歸的留美幼童都在耶魯完成了大學學業。 容揆於1880年9月進入耶魯，至1884年畢業。在本科時雖然念的是文科，但他對科學知識很有興趣，因此畢業後他仍在耶魯雪菲科學院（Sheffield Scientific School at Yale）學化學。又在1886—1887年進入哥大礦業學院學習工程。
