進占裏昂中法大學鬥爭的失敗，使聶榮臻感到十分迷茫。殘酷的現實，也使聶榮臻徹底省悟過來。他認識到：“實業救國”是一條走不通的死路！路在何方？他苦苦思索著。
完成轉變於比利時
1921年11月底，聶榮臻離開法國，前往比利時，進入沙洛瓦勞動大學補習班。沙洛瓦大學設有工程、機械、化學等課程，費用比較低廉，而且這裏校園寬闊，環境優美，設備齊全，師資力量雄厚，又有學生宿舍。聶榮臻於1922年暑期考入該校化學工程係，他決心利用這個機會，專心致誌地讀書。
繼聶榮臻之後，又陸陸續續有許多留學生從法國轉到比利時這所勞動大學。伴隨著中國留學生人數的增加，種種社會思潮也紛至遝來，形成了一股熱潮。無政府主義、工聯主義等各派思想的代表人物也紛紛粉墨登場，竭力宣傳各自的觀點和主張，一時間形成了各種社會學說相互衝擊、各種觀點相互爭鳴的紛紜局麵，中國的留學生們幾乎都被卷進了這股潮流中，他們不是擁護這個黨派，就是擁護那個黨派。聶榮臻也不可能置身其外，但一時理不出頭緒，便如饑似渴地閱讀各種政治思想理論書籍，苦苦地思索著、比較著。
聶榮臻後來動情地回憶這段經曆，說他在最苦悶的時候，接觸到了馬克思主義、列寧主義。在沙洛瓦勞動大學的圖書館裏，他借閱了《共產黨宣言》、《共產主義運動中的“左派”幼稚病》、《國家與革命》、《共產主義ABC》等著作，還經常閱讀從國內傳到歐洲的《向導》等刊物。《向導》雜誌把傳播馬列主義同分析研究中國問題結合了起來，對聶榮臻啟發很大。
在這一時期，聶榮臻還結識了中國最早的一位馬克思主義者劉伯堅。
劉伯堅（1895－1935），原名永福，四川平昌縣人。1920年赴歐洲勤工儉學，閱讀了《資本論》、《共產黨宣言》等馬列主義經典著作，思想發生了根本性的轉變，接受了馬克思主義。1921年初，劉伯堅參加了由趙世炎、李立三組織的勞動學會，與周恩來、趙世炎、蔡和森、李富春等領導了以爭生存、求學權為主要內容的“二八”運動，並先後參與了6月的“抗拒中法大借款”、9月的“占領裏昂中法大學”等重大政治鬥爭。1922年6月，他與周恩來、趙世炎等在巴黎共同組建了旅歐“中國少年共產黨”（後改名為旅歐共青團），隨即轉為共產黨員。
聶榮臻與劉伯堅是老鄉，感情十分深厚，在一起無話不說，很快成為知心朋友。兩人經常在一起探討資本主義的弊端和社會主義的前景，分析各種學說的優劣。多年來目睹封建社會的腐敗、軍閥統治的殘暴、帝國主義給中國造成的貧窮落後，經過反複的學習思考，聶榮臻的認識發生了質的變化。他堅信，隻有馬克思主義才能救中國，才能使中國四萬萬同胞都能有衣有食。1922年6月3日，他寫信給父母說：
不得手諭久矣，海外遊子，懸念何如？又聞川戰複起，兵自增，而匪複猖！水深火熱之家鄉，父老之苦困也何堪？狼毒野心之列強！無故侵占我國土！二十一條之否認被拒絕，而租地期滿，又故意不肯交還！屍位飽囊之政府，隻知自爭地盤，擁數十萬之雄兵，無非殘殺同胞，熱血男兒何堪睹此？男也，雖不敢雲以天下為己任，而拯父老出諸水火，爭國權以救危亡，是青年男兒之有責！況男遠出留學，所學何為！決非一衣一食之自為計，而在四萬萬同胞之均有衣有食也。亦非自安自樂以自足，而在四萬萬同胞之均能享安樂也。此男之素抱之誌，亦即男視為終身之事業也！
這封信表達出聶榮臻強烈的社會責任感，他不僅在理論上接受了馬克思主義，而且在行動上邁出了關鍵的一步——參加旅歐中國少年共產黨。1922年8月，由同在沙洛瓦勞動大學學習的劉伯堅和熊味耕介紹，聶榮臻加入了旅歐中國少年共產黨。這標誌著聶榮臻的世界觀已經徹底完成了轉變，走上了為共產主義事業奮鬥的道路。
1923年2月17日至20日，旅歐中國少年共產黨在巴黎召開臨時代表大會，聶榮臻出席了這次大會。會議通過了由周恩來起草的章程，組織名稱改為“旅歐中國共產主義青年團”。入團以後，聶榮臻和劉伯堅一起，負責團的旅比利時支部工作。他們主要抓兩件工作：一是發展團員，二是用馬克思主義理論教育團員。1923年春，聶榮臻由趙世炎和劉伯堅介紹，參加了中國共產黨。
幾十年後，聶榮臻對這段曆史仍然記憶猶新，他說：
1920年1月到1924年9月，我在法國和比利時勤工儉學4年零9個月。這一段生活，在我的頭腦裏的烙印很深，因為這在我一生經曆中，是完成世界觀的根本轉變，真正走上革命道路的起步時期。革命的起點是永遠難忘的。
（題圖為聶榮臻在比利時沙洛瓦勞動大學化學係學習時的照片）