《海国图志》在日本“幕末”时期的传播，影响了幕末许多政治家的学说，有力地促进日本思想界的革命。井上清在其《日本现代史》第1卷中，对于《海国图志》一书在日本传播世界知识的作用，给予了高度评价。他说“幕府末期的日本学者文化人等，经由中国输入的文献所学到的西洋情形与一般近代文化，并不比经过荷兰所学到的有何逊色”；钱基博在《近百年湖南学风》中也认为：“日本之平象山、吉田松阴、西乡隆盛辈，无不得《海国图志》，读之而愤悱焉！攘臂而起，遂以成明治尊攘维新之大业，则源有以发其机也”。甚至，横井小楠等人的思想起了革命，摒弃陈说，倾向于“开国主义”，亦是读了《海国图志》后所催动的。
日本著名开国论者吉田松阴在1854年11月22日写给其兄衫梅太郎的信中称赞：“林则徐同魏源二人皆为有志之士，特别精通 ‘蟹行书’（介绍西洋之书因横行书写文字，故被称为蟹行书）。”1855年，学者赖醇在《海国图志训译》序中也说：“清魏默深《海国图志》六十卷，纂述赅博，择取而用之，其于海卫边备，必有裨益者矣。”他期望《海国图志》能够全部译出刊行，务必“使海内尽得观之，庶乎其为我边备之一助矣”。此书在知识阶层中流播之广，由此可见一斑。
到了1856 年，吉田松阴在长州藩正式开办了“松下村塾”，培养了大批有志门生。他读过《海国图志》以后，高度评价了魏源的“师夷长技以制夷”学说，并加以改造，教授给其门生木户孝允、伊藤博文、井上馨等人。在吉田的引导与影响下，日本走上了以“开国”应对西方冲击的道路，正和“师夷长技以制夷”的思想一脉相承、相得益彰。鉴于此，安井息轩甚至推崇《海国图志》是“虽圣人复起，其必有所取焉”的不二之作。
