Ông có trí thông minh phi thường, học tới đâu nhớ tới đó, học một biết mười; vì vậy mọi người gọi ông là Trạng Tộ. Ông học cốt để làm người có ích, đem tài trí giúp dân, giúp nước thoát khỏi cảnh nghèo nàn lạc hậu; lương - giáo đoàn kết, cùng chung sức xây dựng đất nước hùng cường.
Khi đã có được vốn Hán học uyên bác, không thua kém các bậc khoa bảng, ông về quê mở trường dạy học, lúc này ông có tên là thầy Lân. Ông được mời dạy chữ Hán cho nhà chung Xã Đoài và được Giám mục Ngô Gia Hậu dạy cho học tiếng Pháp và một số môn khoa học thường thức. Ông còn được tạo điều kiện đi tham quan học hỏi ở nước ngoài như: Singgapo, Hồng Kông và một số nước phương Tây.
Ông quan tâm nghiên cứu rất nhiều lĩnh vực như: triết học, chính trị, kinh tế, văn hóa, quốc phòng …; lĩnh vực nào ông cũng tìm hiểu thấu đáo đến cùng, đồng thời có liên hệ thực tế để vận dụng vào đất nước ta.
Từ cuối năm 1861 đến năm 1871, Nguyễn Trường Tộ đã viết khoảng 60 văn bản; trong đó có 54 điều trần đã gửi lên Triều đình. Trong một văn bản có tên Lục lợi từ, ông viết: “Tế cấp luận của tôi là thâu tóm trí khôn của thiên hạ 500 năm nay, đâu phải chuyện một ngày mà làm hết được”. Những văn bản mà Nguyễn Trường Tộ gửi triều đình tạo thành một hệ thống những kế hoạch hoàn chỉnh về tất cả các lĩnh vực chính trị, kinh tế, văn hóa, giáo dục, quốc phòng…
Đặc biệt, vấn đề tôn giáo, Nguyễn Trường Tộ cho rằng: “Giáo dân cũng là người trong nước, đều là người cả, cũng là dân của trời, sự ăn ở liên quan đến nhau, vui buồn liên quan đến nhau… Một nước, ví như một thân thể. Một chỗ bị đau thì toàn thân cũng không yên”. Ông đề nghị trừng trị những kẻ phản nghịch đội lốt tôn giáo “trong bất kỳ tôn giáo nào, hễ ai phản nghịch loạn thường đều là người có tội trong tôn giáo, cứ áp dụng hình phạt không thể tha để cho đạo giáo được trong sạch. Còn ai yên phận tuân theo pháp luật thì để cho tự nhiên có hại gì đâu”.
Nguyễn Trường Tộ để lại cho chúng ta bài học lớn về thái độ của người trí thức đối với xã hội. Các nhà nghiên cứu di cảo Nguyễn Trường Tộ đều đánh giá ông là nhà trí thức trẻ tầm cỡ thế giới, vượt người đương thời hàng trăm năm, không thua kém nhà cải cách nổi tiếng của Nhật Bản là Ito Hyrobumy. Thời đó, Nguyễn Trường Tộ là người Việt Nam duy nhất chỉ ra được mối quan hệ biện chứng giữa xây dựng đất nước và bảo vệ Tổ quốc. Ông cho rằng canh tân là nhu cầu thiết yếu của nước ta thế kỷ XIX. Ông có niềm tin mãnh liệt vào tiền đồ của dân tộc.
Ông cả gan nói những điều mà triều đình có thể khép vào tội chết, vì ông: “thật không nỡ lòng thấy đất nước chia cắt, trăm họ lìa tan, cho nên không nghĩ mình ở địa vị thấp, giám cả gan nói ra”. Ông nghĩ rằng: “biết mà không nói là bất nhân, nói mà không nói hết là bất nghĩa”. Ông không ngại vạch ra nguyên nhân của những sự nhiễu nhương, ngang trái về thảm cảnh lương giáo tàn sát lẫn nhau. Ông phê phán cách thức cai trị của Vua, sự quan liêu tham nhũng của quan lại đến thói hư tật xấu của người dân và ông tìm nguyên nhân, chỉ ra một cách cặn kẽ cách khắc phục những cái sai, cái xấu đó.
Nguyễn Trường Tộ để lại cho hậu thế bài học lớn về bồi dưỡng và trọng dụng nhân tài. Trong các văn bản gửi triều đình ông nhiều lần đề cập đến vấn đề này. Ngoài việc đào tạo nhân tài trong nước được nói tới ở nhiều bản tấu, ông còn dành riêng một bản nói về gửi học sinh đi du học nước ngoài. Ông quan niệm nhân tài là vốn quý nhất của đất nước, là lực lượng quyết định sự hưng thịnh của quốc gia.
Kỷ niệm 140 năm ngày mất của nhà canh tân yêu nước Nguyễn Trường Tộ là dịp để chúng ta ôn lại và nhận thức đúng đắn hơn về ông: là nhà yêu nước sáng suốt nhất thế kỷ XIX; nhà cải cách lớn của dân tộc; nhà phê bình xã hội học đầu tiên ở nước ta; nhà thiết kế vĩ đại công cuộc canh tân của đất nước Việt Nam; người có tầm nhìn của một nhà tư tưởng chiến lược; nhà trí thức chân chính một trí tuệ lớn mang tầm quốc tế; người đi đầu trong đổi mới tư duy.
Nguyễn Trường Tộ là niềm tự hào của dân tộc, của quê hương Nghệ An, của người công giáo Việt Nam, vừa kính Chúa yêu nước, luôn phụng sự lợi ích đất nước và luôn sống phúc âm trong lòng dân tộc.