De ber honom att "motbevisa" "spänningarna" mellan hårdare restriktioner och önskan om ekonomisk tillväxt.
Nettoinvandringssiffrorna sjönk förra året, med tjänstemän som säger att detta "till stor del beror" på en nedgång i utländska studenter.
Men regeringen säger att den är fast besluten att utrota missbruk av invandringssystemet.
På torsdag kommer överhuset att diskutera invandringspolitikens inverkan på den högre utbildningen i Förenade kungariket.
Koalitionen har lovat att begränsa den årliga nettomigrationen - balansen mellan antalet människor som kommer att bo i Storbritannien på lång sikt och antalet som lämnar landet - till "tiotusental".
Sedan förra året måste alla institutioner som vill sponsra studenter från länder utanför Europeiska unionen för att få visum ackrediteras som "högt betrodda".
Potentiella deltagare måste tala en högre standard av engelska och "post-study arbetsväg" att stanna på har stängts, om inte utexaminerade har ett erbjudande om en av en lista över kvalificerade jobb.
Den totala nettoinvandringen i Storbritannien minskade från 242000 till 183000 under året fram till mars.
Kontoret för nationell statistik sade att detta var "till stor del på grund av en minskning av antalet utländska studenter trots en ökning av antalet ankomster från Kina - Storbritanniens största utländska studentmarknad.
Motståndare till regeringens förändringar säger att de skadar ekonomin genom att begränsa den lukrativa rörligheten för studenter till Storbritannien, vilket gör att universiteten missgynnas.
I sitt brev till David Cameron uppmanar de fem valda utskottsordförandena "ytterligare åtgärder för att uppmuntra internationella universitetsstudenter att studera i Storbritannien".
De tillägger: " Att göra det har potential att stödja ekonomisk tillväxt på kort och lång sikt, stödja arbetstillfällen i universitetsstäder och öka exportinkomsterna.
"Internationella studenter som studerar i Storbritannien bygger också relationer som varar över tiden, lägger grunden för framtida affärsmöjligheter i tillväxtekonomier, och stöder våra utrikespolitiska mål."
De uppmanar också premiärministern att "motbevisa de återstående spänningarna mellan viseringspolitiken och strävan efter tillväxt genom att avlägsna internationella studenter från nettomigrationsmålet".
Bland undertecknarna finns tre riksdagsledamöter: Keith Vaz (Home Affairs Committee), Adrian Bailey (Business Committee) och Margaret Hodge (Public Accounts Committee). De andra är "cross-bench peers" Lord Hannay (underkommittén för Europa) och Lord Krebs (kommittén för vetenskap och teknik).
Ordförandena i fem parlamentsutskott har skrivit till David Cameron för att uppmana honom att avlägsna utländska studenter från migrationsmålen.