1914年，革命黨人獲知袁世凱有暗殺鄭毓秀的計劃，於是通知她暫避一時。而此時的鄭毓秀也發現救國救民僅有熱情還遠遠不夠，必須具備先進的思想和技術，才能有真正的用武之地。在這種情況下，鄭毓秀選擇了出國留學，她的革命生涯暫告一段落。

到巴黎後，鄭毓秀取洋名蘇梅，進入法國巴黎大學的前身索邦大學攻讀法學專業。學習期間，鄭毓秀依舊忙於社交界，是巴黎華人女性的傑出代表。經過3年的刻苦攻讀，她於1917年以優異的成績獲得巴黎大學法學碩士學位，並且繼續攻讀博士學位。

在求學期間，鄭毓秀加入了法國法律協會，是該學會的第一位中國人。鄭毓秀不但聰明好學，為人熱情，而且性格溫和，風度優雅，能言善辯，能說一口流利的法語。有一次，在法國大學成立中法協會時，她登臺演說，面對數千聽眾，用慷慨激昂的語氣，宣揚中華民族燦爛的古代文化，以及愛和平、重信義的傳統美德，使聽眾耳目一新。之後，歐洲各國文人、政府都向她瞭解中國的真相，鄭毓秀也因此聞名巴黎，在留法的學生中算得上一個佼佼者。

1918年，鄭毓秀受南方軍政府吳玉章主持的外交委員會的委派，在法國進行國民外交工作。

1919年1月，第一次世界大戰的戰勝國在法國巴黎凡爾賽宮召開“巴黎和會”，中國作為戰勝國，也派代表出席了和會。鄭毓秀因精通英、法兩語，被任命為巴黎和會中國代表團成員，擔任聯絡和翻譯工作。鄭毓秀當時還是留法學生組織的重要領袖，是組織留學生經常到中國代表團駐地遊行、請願，要求代表團拒絕簽字的主要負責人之一。

中國代表團在巴黎和會上的合影。其間，鄭毓秀負責代表團的聯絡和翻譯工作

巴黎和會期間給人印象深刻的莫過於鄭毓秀一手導演的“玫瑰枝事件”。在西方列強操縱的巴黎和會上，相關條約不利於中國，中國外交的失敗引發了國內反帝反封建的五四運動。

由於國內局勢緊張，人民要求拒約的壓力很大，北京政府便把簽字與否的責任推給中國出席巴黎和會的代表團團長、北京政府外交總長陸徵祥。

這使陸左右為難，提出辭職又不準，便裝病躲進巴黎近郊的聖克盧德醫院。就在巴黎和會簽字的前一天晚上，即1919年6月27日晚上，300多名留法學生和華工包圍了中國首席代表陸徵祥的下榻地，要求他不要在和約上簽字。

鄭毓秀由於出色的辯論和外交才能，被推舉為代表與陸徵祥談判。而此時，陸徵祥已接到北京政府的示意，準備在和約上簽字。鄭毓秀急中生智，在花園裡折了一根玫瑰枝，藏在衣袖裡，頂住陸徵祥，聲色俱厲地說：“你要簽字，我這支槍可不會放過你。”受到驚嚇的陸徵祥不敢去凡爾賽宮簽字，由此保留了中國政府收回山東的權利。