1874年9月19日上午，一艘日本轮船拉响汽笛，缓缓离开了上海码头。船上有一位名叫祁兆熙的官员，他身边还有一群十一二岁的孩子，这就是第三批派往美国的“留美幼童”。从1872年开始，在李鸿章、容闳等人的努力下，清廷共派出四批幼童赴美求学，每批30名，共计120人。
按惯例，祁兆熙等人先要到日本横滨，之后换乘大海轮横渡太平洋前往旧金山。据其日记记载，祁兆熙一行人换乘的海轮名“日本”号，一些幼童在出洋不久就开始晕船，“呕吐大作，俱睡而不能起”，晚上则舱间“多啼哭声，不得安睡”。晕船还不是最可怕的，数日后，“遇横风，如山巨浪，排闼飞来，声沸万鼎”，祁兆熙自觉“昏昏然坐立不安，寝食不稳，船上行走两脚如醉人，东摇西掷”，所幸此时幼童们多已适应，因为免其课读而嬉戏自得。
近一个月的海上航行结束后，轮船抵达旧金山。从古老的帝国来到年轻的共和国，新大陆给幼童们留下了深刻印象。多年后，幼童之一温秉忠还记得旧金山大桥下轮船来往穿梭，树荫草地间大厦高耸，而他们入住的皇宫大饭店有9层高，是当时旧金山最高的建筑。同批来美的李恩富也回忆说，“这里有煤气，有自来水，有电铃，还有一种‘升降梯’，这些极大地满足了我们到一个新地方的好奇。”
稍作休整后，幼童们开始了横跨美洲大陆的火车旅行。第一次见火车，孩子们都为之瞠目结舌，惊叹不已，“我实在不明白，什么样的车可以在那上面行走，而且据说是被‘火’推进着。”不过数年后，有一位男孩进入了耶鲁大学工程学院，后来他主持修建了闻名遐迩的京张铁路，他就是詹天佑。
祁兆熙也是第一次乘坐火车，据其记述，“车轮一发，山川、田地、树木，恍如电光过目。忽进山洞，比夜更黑，不见天日”；在幼童们的喧闹声中，他“急令诸生，勿探头出，恐有撞击”。那时的火车没有餐车，吃饭都在停车时解决。作为幼童的保护者，祁兆熙既要“保护诸生下车，点诸生上车”，又要“保护公司银箱”，因而他从未下车而始终吃着幼童带回的面包并就着冷水解渴。
在横穿美国大陆的旅程中，幼童们看到了插着鹰羽毛、脸上涂有油彩而像是京剧演员般的印第安人，看到了成群的野牛在一望无垠的草原上奔跑。第二批幼童还遇到了美国历史上著名的火车劫匪杰西・詹姆斯兄弟，劫匪不但抢走了车上运载的金条，而且杀死了机车司机并捣毁了火车引擎。
幼童们的终点站，是康涅狄格河畔的Springfield（有人给它起了一个充满诗意的名字叫“春田”）。按计划，幼童们将分别安排在春田城和哈特福德的美国接待家庭中，留学计划发起者容闳的私人关系在此起到了重要作用，接待家庭多为当地的教师、医生或教会成员等。在容闳拜托一切后，幼童们两人或四人一组随美国“家长”乘上马车，返回住处。作为最后的职责，祁兆熙“奔走其间”，对幼童们一一训勉，他不免感到有些黯然神伤，而一些孩子也在告别时落下了眼泪。
完成护送任务后，祁兆熙在当地盘桓两日即踏上返程。他在日记中称：“去国两万三千里，涉履艰难，波涛危险，旷古所未闻，……所冀者偕偕士子，自天佑之，他日濯足扶桑，不失为国储才之意耳！”
按计划，幼童们将在当地攻读小学、初中和高中的课程，之后进入大学学习机械、兵器、造船、铁路和电报等，应在美国学习15年，并计划送入西点军校和海军学院深造。但后来由于美国政府拒绝执行既定计划，西海岸“排华”浪潮也愈演愈烈，大多数人便未能完成大学学业而相继撤回。