当时西班牙籍的传教士、西洋画家范廷佐就在徐家汇的土山湾教堂内创办了土山湾工艺品厂，俗称土山湾画馆，传授西洋画、雕塑、印刷、照相等，土山湾由此成了“中国西洋画的摇篮”，成为上海第一所西方美术专科学校。徐悲鸿曾客观地讲：“中西文化之沟通，徐家汇曾有极其珍贵之贡献，土山湾有习画之所，盖西洋画之摇篮也。”任伯年的艺术感觉是敏锐的，创作理念是开放的，绘画方法是多样的，他专门去土山湾画馆观摩那里的素描、写生、水彩画抹色及油画上彩等，尤其是感到用铅笔画的素描跟他过去学过的擦笔画有不少相似之处。而西洋画的抹色上彩及构图造型也多有其可借鉴之处。为此，刚过而立之年的任伯年就在土山湾画馆听课学习，并在画馆的画室内实物写生。由于他的勤奋好学及画作优秀，引起了土山湾教堂的图书馆主任、精于西洋画的刘德斋注意。不久，他们成了很好的朋友。据当年也曾学画于土山湾画馆、后成为著名雕塑家的张充仁说，他们“两人来往很密切。刘的西洋画素描基础很厚，对任伯年的写生素养有一定的影响。任每当外出，必备一手折，见有可取之景物，即以铅笔勾录，这和铅笔速写的方法、习惯，与刘的交往不无关系。”张充仁还曾讲过：“据我了解，任伯年的写生能力强，是和他曾用‘3B’铅笔尝试过素描有关系的。他的铅笔是从刘德斋处拿来的。当时中国一般人还不知道用铅笔，他还曾画过裸体模特儿的写生。”

从素描写生，外出用铅笔勾物直至画实体模特儿，这在19世纪中晚期的海派画家中，也许是绝无仅有的。像任伯年这样一位完全从传统的中国绘画及笔墨形态走出的画家，在上海这块东西交融的开放式平台上，能够自我突破，转型学习西方绘画的方法及理念，热情地拥抱外来艺术，专注地吸纳欧化技法，应当讲是具有开创性价值的。其不仅为海派寻找到了新鲜的艺术资源及有效的借鉴方法，而且为整个中国绘画的更新进步，提供了成功的实验效应及高迈的创作样板，呈现了一种世界性的视野。如他的《观剑图》《风尘三侠》等，人物造型准确、结构比例严谨、光影效果明显，其中凸显出欧化的技法与构想。又如他的《仲华二十七岁小像》，其整体构图及人物勾画，尤其是人物面部刻画，都体现了深厚的素描功底。