Desta forma, em 1856 seguiu para Milão e logo depois para Paris. Tentou, segundo recomendação de Araújo Porto-Alegre, na época diretor da Academia e seu principal mentor, ser admitido como aluno de Paul Delaroche, mas o mestre repentinamente faleceu. Assim precisou buscar outra orientação, encontrando-a em Léon Cogniet, pintor romântico igualmente celebrado, membro da Escola de Belas Artes de Paris e uma referência para os estrangeiros que iam estudar na Europa.[7] Em seguida estudou com André Gastaldi, que possuía quase a mesma idade que Meirelles, mas que tinha uma visão mais avançada sobre a arte e lhe deu importante instrução sobre cores. Sua rotina, segundo relatos, era quase monástica, dedicando-se integralmente à arte, e novamente seus estudos foram considerados tão bons que sua bolsa de estudos foi prorrogada outra vez, por mais dois anos. Nesta época sua produção era numerosa, destacando-se entre todas suas obras A Primeira Missa no Brasil, executada entre 1858 e 1861, que lhe valeu espaço e elogios no prestigioso Salão de Paris de 1861, um feito inédito para artistas brasileiros que repercutiu muito positivamente em sua terra.[2][4][6]