1909 年8月，清政府設立的遊美學務處招考了第一批學生準備直接送往美國，當時有630名考生。遊美學務處寧缺勿濫，當時的報考條件頗為嚴格，要求考生“國文通 達”、“身體強壯，性情純正，相貌完全，身家清白”。經初試和複試，最後未足原計劃的百名之額，隻錄取了程義法、鄺煦堃、金濤、朱複、唐悅良、梅貽琦、胡 剛複、金邦正、秉誌、張準、王士傑等47人，於同年10月由唐國安率領赴美留學，成為清華曆史上第一批留美生。
說到清華第一批留美生，不能不提“遊 美學務處”和“遊美肄業館”的由來。1901年美國分得“庚子賠款”中的3200萬兩白銀（約合2400多萬美元）。之前美國倡議用白銀“償還”，後又 “獨倡其議”改為以黃金結算（時值白銀貶值），使中國政府再度蒙受巨額損失。清政府駐美公使梁誠本著“省一分之出款，即裕一分之國用，即紓一分之民力”， 經“運動勸說”、“全力相搏”，使得美方自認所得“實屬過多”，同意將其中的10785296.12元美金從1909年起至1940年止逐月退還。那麽這 筆還款用來幹什麽呢？美國伊裏諾大學校長詹姆斯在給當時的總統羅斯福的一份“備忘錄”中提到：中國正臨近一次革命。哪一個國家能夠做到教育這一代青年中國 人，哪一個國家就能夠“使用最圓滿和巧妙的方式，控製中國的發展——這就是說，使用那從知識上與精神上支配中國的領袖的方式。”他的結論是：“商業追隨精 神上的支配，比追隨軍旗更為可靠。”美政府與清政府談判過程中，授意梁誠所退款項不得移作它用，務必作為“廣設學堂，派遣遊學之用。”清政府於1909年 6月即在北京設立了遊美學務處，由外務部和學部共同管轄，招考合格學生直接送往美國留學。此外同時籌設遊美肄業館，以便經過短期訓練後，每年甄別一次， “擇其學行優美、資性純篤者，隨時送往美國肄業”。清政府草擬了派遣遊美學生規程，呈美公使審查修改後確定：自退款的第一年（1909年）起，清政府在最 初四年內，每年至少派留美學生100人，如果到第4年派足了400人，則自第5年起，改為每年至少要派50人，直到“退款”用完為止。
繼招考了第一批直接留美生後，1910 年招考了第二批趙元任、張彭春、錢崇澍、竺可楨、胡適、莊俊、易鼎新、周仁等70人，1911年招考了第三批薑立夫、陸懋德、楊光弼、衛挺生、吳康等63 人，三批直接留美生共計180人。這些留美生因是經過遊美學務處進行“品學甄別考試”後送去留美的，故又被稱為“甄別生”。
這些直接留美生因文化程度不齊，或按程度插入美國大學的二、三年級，或入美國高級中學補習。他們都是20 歲以下的青少年男生，是在清末實行教育改革，引進西方現代教育體製後，經過了5至7年的學習，已經有了一定的自然科學基礎，和以前的幼童留美生、留歐生及 留日生有顯著的不同。到美國後，他們能夠迅速接近世界科學技術的前沿，他們中的不少人成為我國現代科學技術事業的奠基者和開拓者。這些留美生並沒有像美國 期望的那樣成為追隨美國的精神領袖，而恰恰相反，他們蘊積著更深重的對於民族恥辱的痛感，恥中國科技與文明不如西方發達國家，在他們身上集中體現了“挽既 倒狂瀾，作中流砥柱的氣質和愛國奉獻的精神”，無一不抱著“振興中華”的願望而孜孜苦學，大多放棄了在美優厚的科研條件及生活待遇，義無反顧地選擇了回到 祖國的懷抱。
第一批直接留美的47 人中，就有金邦正、梅貽琦二人先後擔任過清華學校和清華大學的校長，為清華的建設和發展做出了貢獻。梅貽琦為我國近代著名教育家，於1931年底發表就職 演說時，他勸勉同學“記住國家危急的情勢，時刻不忘了救國的重責。”他所推行的德育，主要是愛國主義和健全人格兩大項。第一批留美生中有許多學界名人，值 得提及的還有張準（張子高），他回國後曾在清華任教並任副校長，獻身於化學教育事業60年，為我國現代化學的先驅之一。他為我國培養了第一代高等教育界的 理科人才，僅中科院化學部的學部委員中就有10多人曾是他的學生，他的學生還有不少人成為高等理科教育和科研的領導。
