旋即华兴会在余庆里机关遭破坏，与张继等十余人被捕，后在蔡锷等人营救下出狱。1905年赴日本东京法政大学速成科留学。同时他于东京正则学校习英语。章回顾过去，认为自己“才短力脆”​​，连累了同事，感到内疚，一改革命救国为求学救国，乃发愤力学。同年8月，同盟会在日本东京成立，但章坚决不加入同盟会，后来亦未加入其他政党。1907年赴英国阿伯丁大学留学，学习法律、政治学，研究逻辑学，并将此学传入中国。清末中国始知所谓思想方法、演绎、归纳及形式论理与逻辑论理之分别。1909年，他与同盟会员吴弱男在伦敦结婚，