其實，李鴻章從進駐上海的那一天起，就開始對洋務運動有了興趣。李鴻章第一次觀看華爾洋槍隊作戰時，即對洋槍洋炮的強大威力驚詫不已：這樣的軍隊一個頂仨！他樂觀地給曾國藩寫信，中國隻要有開花大炮和輪船兩種東西，從此便不受外人欺侮了。
當時，李鴻章就決定要把錢花在武器上。華爾既熟悉西洋武器，李鴻章便委托他代購。籠絡人是李鴻章的長項，不久華爾答應為李鴻章從國外購買炸彈和洋槍。李鴻章將新購的第一批西洋武器配給了戰鬥力最強的程學啟部。
令華爾始料不及的是，他的熱心幫助使淮軍很快替代了由外國人組成的常勝軍。但是，單憑華爾遠遠滿足不了淮軍的需要，李鴻章的目標擴大到在華其他洋人身上。
有軍官因服役期滿回國或是中途回國辦事，李鴻章都托他們代購武器。但通過個人購買，數量畢竟有限；李鴻章轉而通過上海洋行大批購置武器。
買得多了，李鴻章逐漸了解到，購買一點都不劃算，錢都讓洋人賺去，不如自產自銷。然而武器自造還得在洋人身上花錢。一是好多製造軍械的原料中國沒有，須從外國購買；二是即使有原料，中國也無懂技術的專門人才，還得從外國聘請。
李鴻章認為花些學費是值得的。建工廠、請洋師傅，上海炸炮三局開張了。然這畢竟是第一次，李鴻章聘請的洋師傅雖出身軍隊，卻既非軍官，也不是技術兵，而是一名軍醫。
這個軍醫叫馬格裏，憑著對洋務事業的一腔忠誠，得到了李鴻章的信任，進入淮軍幕府。不知是出於對李鴻章的忠誠還是對銀子的忠誠，馬格裏最先建議李鴻章與其從外國購買武器，不如自己設局製造。馬格裏向李鴻章毛遂自薦，認為自己定能勝任。
李鴻章痛快地答應了他的請求，將一個炸彈局交給他。可是炸彈不給馬格裏爭氣，生產初期就連續發生幾起不慎走火爆炸的事故，工廠中血肉橫飛，馬格裏醫術再高明，也不能將他們拚湊到一塊了。李鴻章得知後非常惱火，立即將馬格裏解職。
不光"硬件"上升級換代，李鴻章對"軟件"改革也精益求精。他看到華爾洋槍隊在作戰時，不光憑借精良銳利的武器，而且有著井井有條的作戰秩序。淮軍作戰時廝殺呐喊，聲聞百裏，氣勢恢弘；洋人作戰時排隊進退，隻聞槍聲炮聲，無人顯示出不要命的架勢，敵人卻已在遠處人仰馬翻，這才是打仗的最高境界。
李鴻章決心在淮軍中推廣洋槍洋炮。李鴻章憑他超人的本領縱橫捭闔，保證淮軍發展所必需的資金、武器，對軍隊進行了徹底的改造，使淮軍成為當時中國最先進、最有戰鬥力的軍隊！
自從國門被轟開，中國就刮起了一陣"洋流"，外國列強依靠先進的技術侵略中國。李鴻章看不慣，率先站出來，引領洋務運動，"師夷長技以製夷"，打著"自強"和"求富"的旗幟對中國進行了一次大改造......
洋務運動最早被稱為"同光新政"，是從鹹豐十年即1861年開始到1894年截止的自強運動，洋務派在全國各地宣揚"師夷之長技以自強"的改良運動，是為了掌握更多的先進技術，在和外國列強交涉的過程中就可以把握更多先機和資本，從而拯救奄奄一息的封建王朝，在中外聯合鎮壓太平天國的過程中，湧現出一批官僚軍閥，他們後來都成了洋務派中的重要代表人物。
大家都很清楚，李鴻章和慈禧老佛爺走得非常近，慈禧的很多主意都是李鴻章定下的，後來與列強打交道甚至簽署喪權辱國的不平等條約都是李鴻章一手操辦，慈禧將這些事情交給他非常放心。但是慈禧是守舊派的領軍人物，李鴻章又是洋務重臣，兩人應該是死對頭，為何慈禧會改變心意，順應李鴻章操辦洋務運動呢？
李鴻章認為，在麵對列強侵略和農民起義時，清軍之所以不能快速取勝，最重要的原因在於武器不先進，用冷兵器對抗洋槍洋炮，根本毫無招架之力，結局就是死傷慘重，如果能把火器運用得和洋人一樣純熟，那麽"平中國有餘，敵外國亦無不足"。
當時他就利用上海富商士紳的錢財引進洋人的機器設備，創辦了中國第一個近代軍工業，上海洋槍三局，因為他算過賬，一枚英國製造的普通炮彈在中國市場要賣30兩銀子，一萬枚銅帽子彈要賣19兩銀子，如此低廉的原材料竟然可以創造巨額利潤，這簡直等同於給外國人送錢，與其看洋人的臉色，不如自己學習製造，自給自足。
李鴻章擔任北洋大臣後，雖然手握大權，但是他並不是一味地將任務交給下屬去做，很多事情都是他親力親為，因為他對外國的先進科學技術感興趣，出國訪問時，他總要參觀當地工廠、設施機構，而且曾對蒸汽機有過詳細地鑽研，將其運轉原理寫成奏折。
其內容大概是這樣的："鏇木、打眼、絞鏍旋、鑄彈諸機器，皆綰於汽爐，中盛水而下熾炭，水沸氣滿，開竅由銅喉達入氣筒，筒中絡一鐵柱，隨氣升降俯仰，拔動鐵輪，輪綰皮帶，係繞軸心，彼此連綴，輪轉則帶旋，帶旋則機動，僅資人力以發縱，不靠人力之運動。"在這些洋務重臣中，能夠如此細致、如此用心的恐怕隻有李鴻章一人了。
從19世紀60年代到90年代，洋務運動在中國大規模盛行，整個活動按照不同的特色分成兩個階段，分別打著"自強"和"求富"的旗幟進行。
"自強"主要以興辦軍事企業為主，"求富"則是把建設民用企業作為主要潮流，曾國藩和李鴻章率先明白了"練兵以製器為先"的道理。1861年，曾國藩在安慶創辦了洋務運動中的第一所軍事企業：安慶內軍械所，掀起了"師夷長技以自強"創辦軍事企業的潮流。
安慶內軍械所主要從事製造子彈、火藥、槍炮，剛開始時規模較小，純屬用手工仿製開花炮、彈藥和輪船，建造資金全部出自湘軍內部，建造的武器產品也全部給湘軍自己使用，而且堅持"全用漢人，未雇洋匠"的原則，集合了一批中國著名的科學技術專家和上百名普通工人。
1862年8月，經過徐壽、華衡芳等人連續三個月的艱苦奮戰，終於研究出了中國有史以來自己製造的第一台蒸汽機，1863年開始大批量生產各種開花炮和劈山炮，1864年湘軍攻下了南京，曾國藩下令將安慶內軍械所遷至南京，然後並入金陵機器製造局，之後在徐壽等科學專家的努力下，建造出了中國第一艘輪船--"黃鵠"號蒸氣輪船，充分利用了蒸汽機原理。
繼安慶內軍械所之後，1865年李鴻章在上海創辦了江南製造局，由曾國藩規劃，李鴻章操辦，是李鴻章在上海創辦的規模最大的軍用企業。後來經過一係列擴張，建立了十幾個分廠，在曾國藩的支持下收購了上海虹口美商旗記鐵廠，並與韓殿甲、丁日昌的兩局進行合並，發展成為江南製造總局。
主要經營建造的項目有槍支、大炮、彈藥、鋼鐵、輪船等軍用品，甚至還有翻譯館、廣方言館等文化教育機構，經營方向越發多元化。1905年，造船的部門獨立出來，自立門戶。
江南製造總局雖然是自強運動中規模最大、投資最多的一個，但是其經營管理模式總是透露著封建衙門的氣息，一些不良風氣太嚴重。開始時，其運作費用都出自淮軍軍餉，後來在曾國藩的幫助下又增加了其他投資來源，可是由於貪汙腐敗的現象太嚴重，導致李鴻章等人不得不繼續采購外國軍事裝備。
另外，中國製造技術還是不純熟，對材料利用率低下，導致製造成本太高，出現"造船不如買船"的現象，盡管聘請了外國技術人員，但這些洋人工作態度極差，無法帶動積極性，對江南製造局的作用微乎其微。
隨後，李鴻章又將蘇州機器局遷往南京，擴張成為金陵機器局，主要負責大炮和彈藥的製造，但是清朝官方隻是名譽上的管理者，真正掌握生產管理大權的是英國人馬格裏，金陵機器局從外國進口機器，聘用外國工匠做技術指導，凡是外國人占據了主導地位，便意味著效率低下，產出的軍用裝備從質量上看也很一般。
1870年，李鴻章接管了由崇厚創辦的天津機器局，繼續擴大規模，生產的品種和產量不斷增多。該局主要生產黑色火藥、餅藥、銅帽、林明敦槍、槍彈、前膛炮彈、後膛鍍鉛來福炮彈、各式拉火、各式水雷、鏹水、軋製銅片和製造機器。後來慈禧太後出行的遊船也由其監造，中國第一艘潛水艇和第一套舟橋也出自天津機器局，可惜的是，八國聯軍侵華時，將其焚毀。
另外，李鴻章對於軍用工業的建設不僅限於海陸的軍火製造，還注重海軍的建設。因為經過對以往列強侵略大清朝的經曆來看，他們都是遠渡重洋，依靠海軍侵入沿海城市，因此必須加強海上力量的建設。
李鴻章很早就提出了"海防論"，提議建設一支近現代海軍，抵抗外國侵略軍，於是在1874年，他上奏朝廷提出建設南、北、東三洋艦隊的想法，起初並沒得到朝廷的批準，後來鑒於福建船政水師全軍覆沒，朝廷認識到了海軍的重要性，便答應下來，並任命李鴻章操辦海軍的建設事宜。
經過一番努力，李鴻章運用國內製造的一些軍械和從外國進口的蒸氣軍艦打造出了強悍的北洋水師，還有南洋水師和福建水師，北洋水師的規模在當時堪稱世界第六、亞洲第一。
以上是李鴻章引領"自強"運動中做出的幾項重大貢獻，中國近代早期的軍工企業中，他一人就創建了三個，而且從軍用企業建設以來，他就一步步吸取經驗。
從工作實踐上來看，他總結道："中國欲自強，則莫如學習外國利器。欲學習外國利器，則莫如覓製器之器，師其法而不必盡用其人。欲覓製器之器與製器之人，則或專設一科取士，士終身懸以為富貴功名之鵠，則業可成，藝可精，而才亦可集。"
雖然這些努力並沒有改變清朝最終的命運，但對於壯大國防，積累近現代企業經驗，延緩大清衰亡來講還是起到了一定的作用。
洋務派打著"自強"的旗號大力開展近代軍工業的建設，很多新興的軍用企業拔地而起，在官家的大力支持下，自強運動隆隆地進行著，但是隨著這些軍用企業投入生產和使用，一些弊端就逐漸顯露出來了。
李鴻章升為直隸總督兼北洋大臣後，對"洋務"非常上心，起初計劃得非常好，可是從這些大型軍用企業日後的賬本收入和支出來看，貌似情況不容樂觀，賬本上一連串的負債和虧損讓中堂大人滿麵愁雲，他突然感到自己肩上的責任越來越重了。
經過長時間反複思考，再加上和張之洞等一些同僚的商討，他得出一個結論："必先富而後能強，尤必富在民生，而國本乃可益富。"也就是民富則國富，國富則國強，這就是"富強相因"的道理。
於是，在李鴻章的領導下，繼"自強"運動之後再次掀起了一場"求富"狂潮，洋務運動的重心向"求富"轉移。起初是為了創辦軍事企業和增強軍事力量籌措軍費，後來進一步帶動了民間的家族產業和民族資本企業的發展，加速了民間的經濟發展，有效地控製了外國經濟的入侵。
為了"求富"，李鴻章招商引資，采取"官督商辦"的形式，模仿西方資本主義股份公司的組織，講究"所有盈虧，全歸商認，與官無涉"。1872年，輪船招商局的創辦標誌著洋務運動向著"求富"的深化，它是中國洋務運動中第一家民用企業，打破了清朝純粹官辦的格局。
當時清朝沿海的船運業受到了打擊，李鴻章為了挽回現狀，聯合朱其昂、朱其紹兄弟二人在上海洋涇浜永安街設局招集商股，建立了"輪船招商公司"，開始時，李鴻章將公司管理大權交給朱氏兄弟，但是由於虧損嚴重，李鴻章將其辭退，次年把公司名稱正式改名為輪船招商局，從此李鴻章加重了對輪船招商局的控製。
當時英國太古、怡和以及美國旗昌輪船公司在清朝有著不小的勢力，所謂同行是冤家，野心催使他們沆瀣一氣，聯合一起打擊剛成立的輪船招商局，李鴻章沒有退縮，他借助籌借官款、增撥漕糧及承運官物等措施巧妙地挽回了損失，並扭轉局麵，反過來打壓這些外國的輪船公司。
最終的結果便是美國的旗昌輪船公司徹底破產，被輪船招商局所吞並，英國的兩家輪船公司也是元氣大傷。後來更是基本上壟斷了東南沿海的民間航運，除了輪船招商局等極少數企業之外，大都有所虧損，李鴻章回憶往事時，自認為洋務運動幾十年，輪船招商局是最成功的企業。
1878年，李鴻章開辦了開平礦務局，相關事宜由唐廷樞籌辦，當時外國人也在中國開了不少礦場，李鴻章不想讓中國豐富的礦產被外國人掌握，而且那些軍用企業製造機器、輪船等也需要煤炭資源，開平礦務局剛開始便項目多元化，采煤、挖鐵、煉鋼一應俱全。
可是經過一段時間的考察，發現無論是經費問題，還是技術問題，都無法滿足現狀，於是便專心進行采煤這一個項目，雖然期間還有一些挫折，但還是將其漸漸打造成了洋務運動期間最大的礦業，可惜礦權被張翼接管後，開平礦務局就淪為洋人的資產。
另外，李鴻章還創辦了漠河金礦、河北磁州煤鐵礦、江西興國煤礦、湖北廣濟煤礦、山東嶧縣煤礦、熱河四道溝銅礦及三山鉛銀礦等礦產業，帶動了中國近代礦業的發展。
隨著列強的不斷入侵，一個個不平等條約的簽訂，清政府被迫打開了越來越多的通商口岸，將大量外國產品以低廉的關稅引進中國進行貿易，比如"洋車子""洋火"等都能透露出洋貨的盛行。
李鴻章看不慣國民經濟被外國人掌控，為了阻止財富流失，抵製洋貨，他創辦了中國第一個棉紡織工廠：上海機器織布局。外國人用機器織的布光滑細膩，手感舒服，花樣好看，這些對於中國手工紡織還有一定的難度，上海織布局的創立明顯緩解了對洋布的需求，它的成品絲毫不亞於外國人的水平。
除此以外，李鴻章在電信行業和鐵路建造方麵也取得了不小的成績，都對推動中國近代化產生了積極的作用。
中國電報最早在大沽北塘海口炮台和天津之間架線試驗，李鴻章提出"電報之設，深入地下，橫衝直撞，四通八達，地脈既絕......"，實驗結果非常成功，建立起了天津電報總局，後來又接通了從天津到鎮江再到上海的電報，建立上海電報總局，架起了南北便易的溝通橋梁，這是中國首次建立電報局。
另外，在李鴻章的領導下，中國出現了第一條鐵路，記得當時慈禧老佛爺對於火車的聲音很煩躁，便要阻止修建鐵路。可是，李鴻章不願意放棄利國利民的先進交通工具，便派人偷偷在開平煤礦修建通往唐山胥各莊的鐵路，給朝廷的奏折上卻說正在修築普通馬路，一來可以試驗，如果成功便有利於煤炭的運輸，二來可以堵住頑固派反駁的嘴，還能得到清政府出資支持。1891年，李鴻章在山海關成功創辦北洋官鐵路局，次年就著手鋪路，經過山海關，到達中後所。
在洋務派官員中，李鴻章的貢獻稱為最傑出、最重要也不為過，在"自強""求富"的過程中，他也沒忽略中國教育的發展，為了培養下一批洋務人才，他興建新式學堂，引進外國先進的教育製度，派遣留學生出國深造，學習外國高端技術。
既能看清現實，及時製定出有效措施，又能高瞻遠矚，把眼光放得長遠，為大清國培養人才，有如此才能的唯有李鴻章一人而已。