Обучаясь в Московском университете, Александр Столетов проявлял глубокий интерес к экспериментальной науке. Но в то время ему не хватало лаборатории, где можно было бы проводить научные исследования. Столетов близко сошелся с Константином Рачинским, будущим директором Петровской сельскохозяйственной академии. Позднее Столетов подружился и с его старшим братом Сергеем Александровичем, профессором ботаники. Братья Рачинские пожертвовали университету стипендию для командировки «достойного лица» на два года за границу. По решению кафедры физики стипендиатом стал Александр Григорьевич Столетов. Летом 1862 года он был отправлен в зарубежную командировку «для занятий по предмету физики». Так выпускник Московского университета Столетов оказался в немецком городе Гейдельберге. Выбор города был связан с тем, что в местном университете работали такие выдающиеся физики, как Кирхгоф и Гельмгольц.

Гейдельбергский университет — старейший в современной Германии — был основан в 1386 году. Столетов посещал лекции Густава Кирхгофа по математической физике. Теоретические лекции, которые читал Кирхгоф, были интересны молодому ученому, поскольку основывались на новейшем материале, отличались широким охватом и глубиной. Позднее Столетов работал под руководством Кирхгофа в лаборатории физического практикума. Помимо этого, в Гейдельберге он слушал лекции Германа Гельмгольца по физиологии.

В начале 1860-х годов Гейдельберг был местом притяжения русских ученых. В это время в Германии находился выдающийся деятель медицины, просветитель Николай Пирогов. Под его руководством работали молодые русские ученые. В разное время в этом городе жили будущие светила науки Сеченов, Менделеев, Бородин, Боткин. Таким образом, Гейдельберг в биографии Столетова связан не только с приобретением новых знаний, но и с дружеским общением.

Помимо Гейдельберга, Столетов слушал лекции Вебера и Мейера в Гёттингене, Магнуса, Квинке, Паальцова и Дове в Берлине, работал в гёттингенских и берлинских физических лабораториях. В Москву ученый вернулся в начале 1866 года, проведя на заграничной стажировке 3,5 года. Спустя некоторое время Столетов вернется в Гейдельберг и будет в течение нескольких месяцев работать над исследованием магнитных свойств железа в лаборатории Кирхгофа. В музее представлен жетон, изготовленный в 1886 году в честь 500-летия Гейдельбергского университета нюрнбергской фирмой «Лауер».