同治帝即位之初，清政府利用湘军并借列强之师助剿，于同治三年（1864年）将太平天国镇压了下去。接着李鸿章率淮军于同治七年也将捻军镇压了下去。太平天国覆灭后，清廷元气大伤，而域外豺狼正虎视眈眈。
慈禧皇太后是帝制时代中国少数长期当政的女性，政治手腕堪称聪明干练，尤其擅长操弄亲贵朝臣之间的权力平衡，以维系清廷的绝对权威。慈禧发动政变后，以“自强”“求富”为宗旨的洋务运动迅即拉开序幕。很难设想，如果没有慈禧太后的支持，洋务运动怎能在强大守旧势力的阻梗下延续30多年。很长一段时间里，慈禧被一些史家称为“顽固势力的总代表”，说她“一贯顽固守旧”，殊不知时值国事日非之际，慈禧亦不乏改革进取之心。
慈禧皇太后从捍卫清帝国权威及其本身权力的立场出发，重用李鸿章、张之洞等能臣，在地方上开办洋务运动，这是中国发展近代化工业的开始。
李鸿章对时局有着非常清醒的认识，这在当时的官员中是很难得的。他知道中国不可能再闭关自守了。西方列强的狼子野心昭然若揭，中国已经成了西方各国嘴边的一块大肥肉，稍有不慎，饿狼就会群起而扑之。在李鸿章看来，以当时中国的实力来应对“船坚炮利”的西方列强，无异以卵击石。正是在这种背景下，李鸿章认为中国要避免灭亡，只有如魏源所说“师夷长技以制夷”。于是，在李鸿章和清廷另外一些重臣（文祥、张之洞等）的推动下，一场声势浩大的洋务运动拉开了序幕。
然而，洋务派每办一事，必招致顽固派和清流党的攻讦，朝廷上无一日安宁。面对顽固派和清流党的叫嚣，慈禧太后巧妙地施展其政治手腕，逐渐减少来自他们的阻力，1866年，洋务派拟在同文馆加设天文、算学馆，选派科甲正途出身的人进馆学习。此议一出，文渊阁大学士倭仁便倡首反对。他认为以中国之大，不患无才，“何必师事洋人”。慈禧见倭仁振振有词，即令他保举数员精通自然科学的中国教师，另行设馆授徒，以与同文馆的洋教习相比试，倭仁见上头动了真格，赶快申辩，说所谓中国“不患无才”，不过是自己“以理度之”，为想当然之事，“应请不必另行设馆，由奴才督饬办理。况奴才并无精于天文、算学之人，不敢妄保”。倭仁受此挫抑，后竟郁闷成疾，请求开缺休养。
清流派代表人物张佩纶也领教过慈禧太后的厉害。中法战争期间，张佩纶放言高论，以谈兵事为能，对洋务派的军事外交政策不屑一顾。慈禧顺水推舟，任命张佩纶为福建海疆大臣，到前线指挥作战。张佩纶临事茫然，暗中叫苦不迭。慈禧的治人之术，于此可见一斑，慈禧无疑是支持改革的，但处在一个社会大变革的时代，她与一个最高统治者应有的知识素养和精神面貌又有一定的差距。她无主动吸纳新知识的渴求和行动，因而在不少问题上表现出惊人的愚昧，如认为修铁路破坏风水，火车要用驴马来牵引等；她贪图安荣享乐，不惜挪用海军军费修造颐和园。愚昧和私欲，直接影响到她所支持的洋务运动的实绩。更为重要的是，她对事态的严重性、改革的进程和目标从未有过足够的心理准备和通盘考虑，而是在外力的刺激下被动地调整政策。
不管怎样，在慈禧的支持、庇佑下，洋务运动轰轰烈烈地进行着。在洋务派中，李鸿章既是洋务运动的主要发起者，更是决心最大、洋务办得最成功的一人。李的洋务自强包括军事、经济和教育三个方面。
在军事方面，自从19世纪60年代中期以来，有4个近代兵工厂是由李鸿章一手组建而成：金陵机器局、上海江南制造局、福州船政局和天津机器局。这4家近代兵工厂对于后来清朝军队的近代化作出了重要的贡献。天津机器局到1874年已日产火药一吨以上并产大量子弹炮弹。江南制造局到1874年也已生产出了大量来复枪和短筒马枪装备军队。
而李鸿章在军事上最大的成就无疑就是建立中国第一支近代化海军——北洋水师，由于晚清所面对的西方列强（俄国除外）都是海上大国，在一次又一次被坚船利炮轰开国门的无情事实面前，李鸿章意识到如果没有一支强大的海军来保卫自己的话，中国永远只能是被动挨打。所以李鸿章下定决心建立一支可以和当时西方各国海军相抗衡的强大海军。
1870年，李鸿章出任直隶总督兼北洋通商大臣，开始雄心勃勃地筹建海军。在短短10余年里，费银几百万两，终于建成了一支在当时较先进的海军——北洋水师。
全师有战舰26艘，其中“镇远”和“定远”两舰为德国伏尔铿船厂制造，各长298英尺5英寸，宽60英尺4英寸，吃水19英尺6英寸，腰线护甲长144英尺，厚6英寸，两舰均为6000马力，时速14.5海里，装备有12英寸重炮、5管连珠炮、加特林后膛炮以及鱼雷，威力巨大，可以说各项性能指标都是世界一流。除了这两艘铁甲舰外，北洋水师还有多艘进口的巡洋舰和自己制造的小型铁甲舰等。
北洋水师建立后，李鸿章为了提高水师战斗力水平，雇用了一些外国军官来训练水师，同时还建立了海军学堂来培养海军人才。李鸿章于1880年在天津创立了北洋水师学堂，截至1894年甲午战争时，共有300多名海军学员从此毕业。此外在其他地方李鸿章也办了很多海军学堂，后来中国很多人才都是从李鸿章的海军学堂毕业的，如严复、詹天佑等人。同时，为了使海军学员更好地掌握先进的航海技术和海战理论，李鸿章自1877年到1890年，共派了三批35名学员到英国留学，后来这些人中很多成了各舰的管带，如刘步蟾和林慕曾等。
除了购造船炮和培养人才之外，李鸿章也十分注重遴选指挥官。海军学堂和留学归来的学员虽然受过专业训练，但是由于年纪较轻，大都没有多少作战经验，在他们中选指挥官是不切实际的。所以李鸿章从淮军中选了丁汝昌担当北洋水师的提督。李鸿章认为丁汝昌虽然缺乏海战经验，但是久经沙场，果敢勇猛，是不可多得的将才。同时为了弥补丁汝昌的先天不足，李鸿章还聘任了外国专家作为他的顾问。
太平天国的覆灭与轰轰烈烈的洋务运动为清朝赢来了“中兴”局面。然而同治帝与这一切毫无关系。