1856年年末，郭嵩焘到京城出任翰林院编修。
在京都，他深得权柄赫赫的户部尚书肃顺的赏识。肃顺性情刚严，以敢于任事著称，主张以严刑峻法改变当时吏治腐败的状况，屡兴大狱，惟严是尚，排除异己，但由于他深得咸丰皇帝的倚重，其他人对他是敢怒不敢言。与其他满族权贵猜忌、排挤汉族官僚不同，肃顺主张重用汉族官僚，对以曾国藩为首的湘军，他尤其重视。由于肃顺的推举，郭嵩焘在不长的时间内蒙咸丰帝数次召见，自然受宠若惊。咸丰帝对他的识见也颇赏识，命他入值南书房。
南书房实际是皇帝的私人咨询机关。入值南书房，意味着可以经常见到皇帝，参奏军国大事。咸丰帝还进一步对他说，南书房笔墨之事并不多，之所以命令他到南书房，“却不在办笔墨”，要他“多读有用书，勉力为有用人，他日仍当出办军务”，明显对他寄予厚望。
第二次鸦片战争爆发后，咸丰帝派郭嵩焘到天津前线随僧格林沁帮办防务，颇有些“挂职锻炼”的意思。
僧格林沁虽是蒙古人，但因他的父亲是嘉庆皇帝的额驸，本人又被晋封为亲王，可谓权倾一时。郭嵩焘虽在初时对僧格林沁钦敬有加，但随着对天津防务和中外实情有了更多的了解之后，两人之间在气质、思想、方法上的差异，使得两人的关系越来越不协调。早在1857年年初僧格林沁回京过春节时，他向郭嵩焘问道：“东豫捻匪，天津防务，二者办理孰宜？”郭不假思索地答道：“捻匪腹心之患，办理一日有一日之功；洋人以通商为义，当讲求应付之方，不当与称兵，海防无功而言，无效可纪，不宜任。”这种主张对主张抗击外国侵略者的僧格林沁来说，自然是不太愿意接受的。
到达天津之后没有几天，郭嵩焘在与友人谈论如何对付英法联军的问题上明确表示：“不幸而战而败，如何收束？幸而胜，如何为持久之计？彻始彻终，通盘筹算，然后斟酌一办法，请之朝廷。临时小小变通，大局筹办总不外此，所谓有算胜无算也。今朝廷议和议战，皆务为尝试而已。任事者亦贸焉与之为尝试，以事度之，胜败两无所可，理势俱穷。自古外夷之患，未有若今日者。”
郭嵩焘的意思是，希望政府与外国通过谈判解决问题，而不是像传统士大夫那样，外敌当前，只会以死报效，丝毫于事无补。从这句话来看，他当时已产生近代外交思想的萌芽。
1859年春，英法侵略者执意要求进京就《天津条约》换约，咸丰皇帝对此束手无策，顾虑重重。面对这种情形，一向好强的僧格林沁凭着对朝廷的一腔热血，坚决主张以武力杀一杀洋人的威风。郭嵩焘则继续坚持己见，认为“以天下势论之，海口用兵与否，终竟无定局，似亦不宜过有所费也”。这就明确反映出他不主张以大量人力、物力投入战备的思想。随后他十多次慷慨陈词，反复劝说僧格林沁不要轻易动武，“以为今时意在阻击，苟欲击之，必先自循理。循理而胜，保元后患；循理而败，亦不至于有悔”。但郭对僧格林沁的劝说，最终无济于事，“为书数策，终不能用”。在《复方子听》的信函中，郭嵩焘不无忧虑地指陈僧格林沁等人不识大体、不谙世情，即使一时能侥幸取胜，最终还是要失败的——“处极弱之势，无可据之理，又于外夷情形懵然不知考究，而思以诈胜”，真可浩叹。
平心而论，尽管郭嵩焘对洋人存有幻想，甚至产生过错误的看法，但他主张国与国之间打交道主要的是运用好国际公法，利用它来互相牵制。即使要动武，也要经过通盘筹划，选择时机，绝对不能盲目一战，或者忽战忽和，否则后患无穷。郭嵩焘的这一“循理”外交，反映了他在对外交涉中的独立见解。这种外交，可以说是国际冲突中弱国保护自己的一种手段。大沽之战最终失败，咸丰皇帝被迫移驾热河。尽管是西方列强侵略中国造成的必然结果，但僧格林沁等大臣的刚愎自用，对世事茫然无知，致使战与和都举措失当，也是值得后人总结、借鉴的。
郭嵩焘的建议并不是不可行，可是当时的中国不谙国际法则，缺乏洋务人才，与外国对话完全是鸡同鸭讲，各说各话。
尽管招祸的直接原因在于僧格林沁举措失当，使矛盾激化，但实际上是士大夫议论汹汹，舆论压力所致。
1859年6月25日大沽一战暂时取得胜利，在朝廷内外的一片欢呼声中，唯有郭嵩焘保持冷静的态度。如他在给好友曾国藩的书信中就明确指出：“天津之役，人皆分美及鄙人，而独引以为忧。”结果，到了1860年9月下旬，也就是离大沽之战胜利一年半时间后，郭嵩焘所忧虑的事发生了。经过充分准备的英法联军，终于击溃了僧格林沁在天津的防线，迫使清政府不得不于次月下旬老老实实地履行换约手续。