在歐洲，蔡元培滯留了五個月，以在法國的時間為最長。他曾先后游歷了瑞士、比利時、德國、奧地利、意大利、荷蘭和英國。原擬是要去丹麥的，因遭遇海員罷工，未能成行。

這一期間，他走訪了包括巴黎、柏林、牛津、劍橋等在內的幾十所大學，詳細考察這些學校的傳統、辦學特點、管理體制及專業設置等情況，可謂收獲滿滿；他對法國的大學區教育體制特別感興趣。

在英國愛丁堡的一次演說中，他發表感想說國內正在倡行地方自治，采用法式大學區制，可以解決各省地方教育的提高和管理問題。不過，法國大學區的權力過分集中于校長一人，擬應該作變通，設立評議會統攬其權。這一認識，是蔡元培日后在國內進行大學區實驗的思想基源。

為提高教育行政管理效率，拿破侖建立了中央集權的教育領導體制。1808年設立的帝國大學，成為全國最高的教育領導機構，大學首腦稱總監，由拿破侖直接委派；同時將全國分為27個“大學區”，設學區總長，由總監任命。大學區制的特點教育管理權力高度集中；全國實施學區制管理；開辦任何學校機構必須得到國家的批準；一切公立學校的教師都是國家的官吏。法國的大學區教育體制，奠定了近代法國教育制度，并深深影響著法國的現代教育。

在此期間，蔡元培還與西歐各國的知識精英和教育行政官員進行了廣泛的接觸。3月8日，他偕李圣章，訪問了坐落在巴黎的鐳錠研究所，會晤了居里夫人。

在1921年3月8日的日記中，蔡元培詳細記述了拜訪居里夫人的情形。

這一天早晨，春寒料峭，蔡元培與北大教授、北平中法大學校長李圣章一起，沿著美麗的塞納河來到巴黎大學，穿過幾條濃蔭大道，找到了鐳學研究所。這是一幢由巴黎大學與巴斯德研究院共同出資建造的學院式白色建筑，門柱石壁上鐫刻著一排漂亮的法文字母:“鐳學研究所——居里樓”。

居里夫人的秘書先引導蔡元培參觀鐳學研究所的居里實驗室。實驗室比較簡陋，里面裝有特制的擴聲機，不時傳出鐳質的“躍散之聲”，這給蔡元培留下深刻印象。

一見面，蔡元培深為居里夫人的美麗和“樸質誠懇”所感染。居里夫人身材修長，身著黑色長裙。手上有一些鹽堿的燒痕，一頭金發盤在頭頂，露出高高的額頭。白凈端莊的臉龐顯出堅定又淡泊的神情，那雙微微內陷的藍色大眼睛，讓人覺得能看透一切，看透未來。

居里夫人對遠道而來的蔡元培十分熱情。一番問候之后，蔡元培便用法語向居里夫人介紹說，中國對各種新文化、新科技十分渴望，這次慕名而來，就是想聆聽她的教誨，并希望她能到中國訪問。蔡元培還介紹，這段時間，美國哥倫比亞大學教授、實用主義哲學集大成者杜威和英國著名哲學家、數學家羅素就在中國講學，受到了熱烈歡迎。

居里夫人對中國熱情邀請外國學者去訪問交流的做法深表贊許。她還詢問蔡元培:“中國與歐洲不同，沒有戰爭，一定可以把多數的財力用在教育和學術研究之上吧？”

居里夫人痛恨侵略者，小時候，她的祖國波蘭被沙俄侵占，從青年時代起就遠離祖國到法國求學。當時，愛好和平的居里夫人可能對中國局勢不太了解，不知道中國正在軍閥混戰、內戰不斷。蔡元培無言以對，只好點點頭。

居里夫人接著又建議:“中國也不能沒有類似試驗研究鐳錠的機構。這樣的機構假如設在北京，環境肯定比較清靜，不像巴黎那么嘈雜而多煙塵?！?

看來，居里夫人對自己的試驗室不太滿意，可就在這樣的實驗室里，她完成了有關放射性研究的論文500多篇。

當時，蔡元培已經了解到居里夫人要去美國訪問，想邀請居里夫人來中國，所以就關切地問:“夫人您什么時候去美