鸦片战争以后，中国再也保持不了闭门锁国的状态，西方的商品和文化借助洋枪、洋炮的力量涌入中国。看到西方列强国力的强大，以曾国藩、李鸿章为代表的地主买办阶级主张学习西方先进的科学技术，创办近代的军事工业，从而掀起了一场洋务运动。自1865年曾国藩、李鸿章创办了江南制造局后，洋务派创办的局厂逐步增多，需要大量掌握近代科学和技术的人材，于是选派文武学员分赴欧美学习，并购置新式枪炮和铁甲兵船，以增强中国陆海军备，所有这些都对多年追随其父的曾纪泽产生了巨大影响。
起初，曾纪泽对西洋的物品很感兴趣，收藏有西洋的寒暑表、望远镜、照像机、洋棋、八音匣等。有时客人来访，曾纪泽便将收藏的物品展示于人，并一一讲解。不仅使客人大开眼界，也使曾纪泽从这些小物品上，一次次感受到西方科学技术的先进和中国技术落后的强烈对比。有一次，他的母亲突然得了重病，被英国人马格里用西药治好了，使他对西方的医疗技术有了新的认识。
随着年龄的增长，他开始广泛阅读欧洲的各种书籍，包括数学、物理、医学、化学等学科。对西方科学的广泛涉猎，使他越来越强烈地感到中国要富强，必须改弦更张，学习西方科技。他不满当时守旧的人士，一味地死守传统的经儒学说而拒斥西方先进技术，他认为：“先圣昔贤”的论述，云经典籍的记载已不能适应五千年来巨大变化，也无法解决今人面临的问题。他说：“尧、舜、禹、汤、文、武、周公、孔子没去过外国，更来不及研究当今世界的问题，对外国的政治经济文化，只能由我们自己去研究。”
为了深入研究西学，探索中国自强之路，32岁的曾纪泽开始学习英文。当时中国人对西方社会了解很少，通晓西方语言的人更是寥寥无几，处理外交事务大多要借助于通商口岸的买办以及北京同文馆和上海同文馆出身的翻译，或者各国在华传教士。曾纪泽在当时是“以世家大员子弟而存志学习西方语言的第一人”。他的学习环境很不好，那时湖南境内精通英语的人才很少，曾纪泽只能采取自学的方式，手中常备英文字典，每天常读不懈。他学习英语很刻苦，从小其父教导的做事要“有恒”已深入行动之中。在他的日记中总是连日有读英文（有时还读法文）的记载。就是曾国藩去世，曾纪泽在家守孝的三年中也没有中断过。经过一段时间的刻苦学习，曾纪泽开始能用英文写作了，只因受环境限制口语不太准确。为了提高英文水平，曾纪泽与英国人马格里建立了密切关系，常用英文给马格里写信向他请教。以后在北京等待清政府委任职务期间，他与同文馆主持美国人丁越良常在一起研究欧洲政治、地理、历史，同时要求丁越良校正他用英文写的文章。艰苦的学习，换回了丰硕的成果，他成为人们赞誉的“通四夷之学，宏伟奇特之材”。
精通外文是做为外交工作的必要条件。曾纪泽后来出使英、法后仍然孜孜不断的学习，不仅可以用英文写作，英文交谈，译拟外交文件，甚至用英文写诗赠扇给外国友人。
曾纪泽的外文水平已经很高了，达到可以流利地与外国人交谈甚至发表演说的程度。但他并不炫耀，尤其是外交场合，他非常慎重地使用外语，目的是维护国家利益。比如1878年9月驻法公使白罗尼来访，由于彼此的礼仪风俗不同，许多问题白罗尼带来的翻译无法解释清楚，曾纪泽才用英语加以说明，使双方的意思得以表达清楚。至于在正式的外交场合，他主张多多利用翻译进行传达。为什么要这样做，在曾纪泽离京赴欧前表明过他的观点：“即使语言已懂，亦候翻译传述。一则朝廷体制，应该如此；一则翻译传述之间，亦可借以停顿时候，想算应答之语言。”可见曾纪泽在处理外交事务时很谨慎。
曾纪泽从小国学基础打得好，长大后又广泛涉及西方文化，精通外语，是清朝少有的学贯中西之人，他对如何认识中国文化与西学有着独到的见解。他认为学外文必须先“通华文”，只有精通中国的文化，才能掌握中华民族博大精深的优秀文化，才能成为有民族气节利于国家的人材，如果“专攻西学，不通华文，鉴其貌则华产也，察其学术情性，无异于西洋之人，则其无益于国事”。对于有学识有民族气节的人不学外文，他认为也不应该，那样“一旦有事，朝廷不得贤士大夫折冲尊俎（zǔ）之才而用之，则降而求诸庸俗驵（zǎng）侩之间，礼义诗书无闻焉，唯货利是视。”这意思是：一旦朝廷有事，得不到有学问品德好的，能够在谈判中制服对方的人材，就会寻找那些庸俗的只会做买卖的人，这样的人不懂礼义诗书，唯利是图，极不利于国家外交事务。从这些话里我们可以看到曾纪泽的一片爱国之心。
曾国藩在世时，不希望儿子从政，曾纪泽恪守父训，年轻时大多时间在军营随侍父亲。至直他父亲调任直隶总督，才得入京应荫生的考试，获得员外郎之职，分在户部。但当差不久，因他父亲患病，需要他照顾，即请假离京，未能就任该职。其后曾国藩调回江南，曾纪泽又随侍到两江。1872年曾国藩病逝，纪泽在家守孝三年。三年之后，曾纪泽再次来到京城，补授太常寺少卿（掌管祭祀事务），开始从政。1878年8月，曾纪泽继郭嵩焘出任中国驻英、法公使（1880年后又兼任驻俄大臣），从此开始了他的政治和外交生涯。
曾纪泽出使英、法的任命发表后，各国驻华使节和在华洋人对他进行了评价。美国公使何天爵向美国国务卿详述了曾纪泽自力学习英语的经过：“据我所知，他实在是清廷高官中唯一学习外国语文的人。他在丁优（父母之丧）家居的时候，己专力攻读英文，虽无师授，却很有进步，现在已具相当基础。”他还强调：“我认为是最适宜的一项选择，对于未来的中外关系，必有良好的效果。”丁越良也说曾纪泽虽然外表随和，体格羸弱，但性格和胆略都极稳而卓越。此外，曾纪泽的精通英文，对他以后从事的外交事业，极有帮助。英国在华官方性质的《北华捷报》特别发表社评，认为“曾侯之被派使英，实为最佳人选”，又说“就他个人的业绩而言，他固然尚无表现，但从他温婉率真的性格来看，可以预料，他将能成功地应付未来的难题”。
可以说各国对曾纪泽出使英、法反映很好，但这并不妨碍在以后的外交事务中，曾纪泽为了中国的利益与他们进行针锋相对的斗争。
从1878年到1886年，在曾纪泽八年半的外交生涯中，主要进行了三次重大的外交活动，即签订中俄伊犁改定条约的谈判；中法越南问题交涉；中英鸦片加税免厘谈判。在这几次重大外交活动中。充分显示出曾纪泽的卓越外交才能，拳拳的爱国之心和不畏艰难的精神。特别是中俄伊犁改定条约的谈判，最艰苦，也是他面临的第一次重大考验。