除此之外，沈葆桢还不得不应对来自官场的种种牵制和攻击。同治五年（1866年），吴棠一接任左宗棠的闽浙总督，就一反左在闽的所有改革措施，并声言“船政未必成功，即使成功了也没有什么好处”。对此，沈葆桢十分气愤，指出造船是为了中国的万世之利，同时凛然表示：船政既然是我的专责，我就要不顾生死地捍卫它。通过他与左宗棠的抗疏力争，清廷于第二年将吴棠调离出闽。
同治十一年（1871年），内阁学士宋晋指斥船政耗费的经费太多，要求清廷下令暂时停办。尽管此时沈葆桢还在丧假中，他还是打破沉默，上疏指出：船政事关自强之道，不可好大喜功，而应循序渐进，绝不能借口签订了和约就废除船政，因为这是保卫国家的重要途径。如果因耗费过多而所造船质量不高就停办船政、不搞海防，无异于因学生不如老师而废书不读一样虚妄。在他与左宗棠、李鸿章等人的坚持下，船政局终于维持下来。
在主持船政局这样一个近代综合性企业的过程中，沈葆桢逐步对西方的制度和技术有了更多的了解。他制定了一套完整的规章制度，以职务、勤懒、技术水平和工作量为主要标准来规定工资等级。他任用了一批熟悉西方、通晓外语的人员，并向衙门索要技术类书籍让员工阅读。
沈葆桢还向皇帝建议改革科举制度，废除毫无用处的武科，鼓励学习数学并将其作为考试科目。有关部门以没有人可以阅卷予以否定，沈葆桢毫不客气地指出：同文馆的教师李善兰、原山西道台杨宝臣就是精通数学的人。
沈葆桢认为：学习西方的技术只是皮毛，掌握相关的原理才是关键。因此，他把学堂当做全部船政事业的根本，到任的第三天便亲自出题招收学生，并对优秀的学生给予奖励。他在左宗棠筹办的“求是堂艺局”的基础上，进一步完善校纪校规，开办法语学堂和英语学堂。他还向朝廷提出派遣素质高的学生到欧洲深造。
通过近八年的艰苦努力，到沈葆桢1875年卸任时止，福州船政局共造轮船16艘，培养了大批学生。至1907年停办时，共造各类轮船40艘，毕业学员628名，送出留学生106名，其中包括严复、邓世昌等近代科技人才和海军将领。
光绪元年（1875年），沈葆桢擢升为两江总督兼南洋通商大臣，督办南洋海防。在短短五年任内，沈葆桢加强水师建设，整肃吏治，整顿盐务，治蝗虫，修水利，减田租，赈灾民，做了许多有利于国计民生的政事。但无论何时何地，沈葆桢都以身作则，秉持着清廉为官的良好作风。
两江辖有江苏、安徽、江西三省，沈葆桢一上任，就遇上严重的蝗灾。蝗虫从西北飞来，铺天盖地，绵延十数里，所过之处麦苗啮食殆尽，其麇集之处厚达尺余。沈葆桢忧心如焚，他拖着多病的身体，拄着拐杖，冒着炎炎烈日，走到蒸笼似的田间，实地察看灾情，调查研究治理蝗虫的办法。对付成虫，他发动农民集体捕捉，并命令各防营兵勇出动帮助，仅五天就捕杀蝗虫100多万斤；对幼虫采取定时捕杀的办法，并下令各地设局专门收购幼蝗，按斤论价；冬季他采用重价收买的办法，鼓励农民挖掘蝗虫蛹；同时还提出了各省联合治蝗的建议。由于沈葆桢身体力行，采取的治蝗措施有力，蝗害得到了有效的遏制。
两江之地，河湖纵横，水网密布，历年水灾频仍，为患甚剧。沈葆桢上任后，强调水利乃农业根本，把修筑河堤、疏通河渠作为第一要务来抓。光绪四年（1878年），江西遭遇到一场百年未遇的洪水，洪泽湖暴涨，汹涌的湖水冲击着湖堤两岸，堤坝多处渗漏，随时都有溃堤的危险。沈葆桢连夜赶到危急之处，下令部属严防死守，同时调派军队赶赴现场抢险，终于化险为夷。望着千顷农田，沈葆桢长长地吐了口气，两眼一黑，晕倒在侍卫的怀中。
此时，江北一带旱蝗相继，赤地千里，民不聊生，有的地方甚至出现了阖户自尽的惨剧，饥民纷纷逃荒。沈葆桢为此焦虑得辗转难眠。他博采众议，制定了救灾的具体措施，发放粮米，及时赈济灾民。在河南省大灾歉收、饥民成群结队涌进江苏境内时，他命令江苏藩司赶借5000金，连同各司捐赠之款，全部用于救济邻省灾民。鉴于江宁府的土地大量抛荒，他还奏请准将江宁、上元等五县应该征缴的粮米一律减免十分之三，即将五县原应上缴的92995石粮食减为只征收65097石。
针对触目惊心的盐政腐败现象，沈葆桢制定了多项措施。他派出官员分赴各地清理盐厂，仅两个月就完成了对20多个盐厂的清查工作，杜绝了虚报浮夸之风。他还派人取来各盐厂的盐样，亲自检验食盐质量，大力推广提高盐色的新技术。他还制定了惩处作伪奸商和渎职人员的具体措施。
为澄清吏治，沈葆桢经常深入察访，了解所属官员的情况，赏罚分明，宽严有度，恩威并施，所司官吏对他无不衷心敬佩。此外，沈葆桢还禁止种植罂粟、开设烟馆、民间厚殓等，又增设书院以利教育。他生活俭朴，饮食起居简单，从不铺张浪费，也不积聚钱财，所得薪俸或随手散给亲族，或赞助地方慈善事业。
光绪五年十一月初六（1879年12月18日），沈葆桢逝世于两江总督府。
沈葆桢去世后，清廷即追赠他为太子太保，入祀贤良祠，并恩准在江南省城及各省建立专祠，谥文肃。光绪六年（1880年），闽浙总督何璟疏请于福建省城建立专祠。其妻林普晴因防卫广信之功，于光绪十年（1884年）被许附祀沈葆桢广信专祠。光绪十二年（1886年）下诏，悬沈葆桢像于紫光阁。
◎故事感悟
沈葆桢事事将百姓的利益放在第一位，处处为百姓着想，兢兢业业，身居要职，两袖清风，为当朝文武百官做出了表率。沈葆桢这种清廉为政的精神不仅感染着大众，也对后世有着深远的影响。
◎史海撷英
牡丹社事件
同治十三年（1874年）5月，日本攻打台湾。清廷闻讯后，立即派遣时任福建船政大臣的沈葆桢紧急前往台湾筹办防务。
不久，清廷获悉日军已登陆台湾，且与当地百姓发生了激战，便改授沈葆桢为“钦差办理台湾等处海防兼理各国事务大臣”，将福建所有镇、道归其节制，江苏、广东沿海各口轮船准其调遣，以便与日本及各国按约交涉。
沈葆桢临危受命后，随即与福州将军文煜、闽浙总督兼署福建巡抚李鹤年等人联合上奏，提出了“联外交、储利器、储人才、通消息”等四项要求。清廷均予以嘉许，并命沈葆桢等人迅速办理。
是年6月，沈葆桢与福建布政使潘霨一同到达台湾。沈葆桢以府城为根本之地，于安平兴建炮台，置放西洋巨炮以为防御；同时，他又派兵分别驻守枋寮、东港等地，并请调淮军最为精锐的武毅铭军（刘铭传部）唐定奎部队六千余人，及总兵张其光、吴光亮等洋枪队及粤勇共八千余人先后抵达台湾，积极备战日军。
虽然此时台湾的情势一触即发，但清廷本身海防空虚，新疆动乱未平，所以并不希望与日军发生正面冲突；而日本也因饱受台湾南部瘴疠之气的困扰，同时并不具备大规模对外征战的能力，因此双方最终签订了北京专约，日军撤离台湾。
◎文苑拾萃
送林惠常师南归
（清）沈葆桢
世变关心意不平，绛帏终夜侍谈兵。
九重宵旰忧群盗，三窟经纶羡钜卿。
庙算即今容败将，天心终古爱苍生。
底须惆怅江南路，百万黄巾识姓名。
“民国第一清官”石瑛
◎臣门若市，臣心是水。——《汉书》
石瑛（1879—1943年），字蘅青。湖北省阳新县燕厦（今通山县新庄坪）人。“湖北三杰”之一，被人誉为“民国第一清官”。曾任国立武昌大学校长。
石瑛是湖北阳新县人，同盟会欧洲支部的创建者，曾历任孙中山总统的军事秘书、国民党中央执委、南京市市长、湖北参议会会长等职，后来还曾协助周恩来、董必武等人培养了一大批的新四军骨干。
石瑛在任湖北省建设厅厅长时，有一天，一位衣着整齐、头发梳得光光的高个儿青年走进了厅长办公室。他向石厅长自我介绍说：“我是黄埔军校的毕业生……”并且双手呈上了蒋介石手书的推荐信。
石瑛在看完蒋介石的推荐信后，一边与青年交谈，一边观察他的行为举止。石瑛觉得，此人表面虽然谦虚恭敬，其实骨子里甚为傲慢，言行举止也轻浮自大，只会夸夸其谈，却无真才实学，因此决定不用。
于是，石瑛致电蒋介石说：“钧座命我为湖北人民办事，又命我为钧座推荐的人安排官职，这样我就不好办了。我要治好湖北，必须选用廉能干练的官员，军座推荐的人，我认为不合条件，不能安置。”
1933年12月中旬，石瑛任南京市长刚刚十个月，便去参加国府主席林森主持的中央会议。在会议上，林主席以纪念孙中山逝世十周年为由，提议扩建中山陵园，添建亭榭，并要新建国府礼堂，要南京市政府辟地修建。
与会者当中，大多数都随声附和，或者沉默不语，而石瑛却毅然挺身而出，为民请命。他说：“纪念总理，固然是党国大事，但是要扩大陵园界址，新建国府礼堂，就势必要驱逐原来住在那里的百姓，你叫他们去哪里落脚谋生呢？总理是提倡民生主义的，是总理的忠实信徒，就要按照总理的意志来办事，不能随便扰民。何况现在是什么时候？许多穷人都需要政府来安置，日本的炮火就在眼前，而扩建中山陵园、修建国府礼堂就势必会影响国防、市政建设的开支。总理倘若九泉有知，也绝不会同意此举的！”
虽然石瑛坚决反对，可此议案还是被通过了。石瑛十分生气，愤而提出辞职。
此时正在西南的蒋介石听说这件事后，立即致电挽留石瑛，并命令林森将提案搁置。国民党元老冯自由为此事还特意挽诗赞曰：
世风日下竞贪污，高洁如君德不孤；
铁面无私继包拯，园陵界址不含糊。
石瑛对老百姓和蔼可亲，常常能急百姓之急，想百姓所想，被百姓亲切地称为“布衣市长”、“土老儿”、“可亲可敬的长者和朋友”。
石瑛一生历任要职，可谓高官厚禄，可是他却布衣粗食，坐车坐三等，乘船坐统舱。他廉洁奉公，安贫如素，不拿公家一针一线，被誉为“民国第一清官”。在病危时，石瑛还对家人说；“我是不同流合污，我如同流合污不至如此，但我还能如此，是他们拿我无法。”
◎故事感悟
石瑛出淤泥而不染，廉洁奉公，依法办事，敢于同邪恶势力作斗争，敢于讲真话，堂堂正正做事，潇潇洒洒做人。他甘于清贫，同百姓同呼吸共命运。可以说，“民国第一清官”的名号便是其最有力的评价，也是其为官一生的行为佐证。
◎史海撷英
石瑛敢灭洋人傲气
1928年初，石瑛出任湖北省建设厅厅长。在那时，汉口长江边江汉关至黄浦路一带为英、法、德、俄、日五国的租界区，这些国家相继在这里建租界、开洋行、办工厂。
英国驻汉官员得知建设厅新上任了一位厅长后，便想拉拉关系，因此致函建设厅，邀请石瑛参加他们举办的舞会。
可是石瑛却拒绝了英国官员的邀请，英国官员只好从汉口过江到武昌来亲自拜访石瑛。英国人以为自己是优等的民族，可以做事不拘小节，因此便径直闯入石瑛的办公室。正在伏案工作的石瑛听到响动后，抬头一看，是一个蓝眼黄发的英国人，便厉声说：“你，错了，如此擅闯，不合一般礼节！”
英国官员自知理屈，连忙圆场说：“不要紧，我只说两句话就离开了。”
石瑛依然义正言辞地说：“在这样的情形下说半句话也不行，请你马上出去，再敲响我的门，我说‘请进’，你再进来说话，这才合乎惯例。”
英国官员没办法，只好出去后重新敲门，听到石瑛说“请进”后，才进入办公室，与石厅长握手谈话。
当时石瑛手下的一些办事员目睹了这场“表演”，顿时感到扬眉吐气。一时间，这个消息就像长了翅膀一样不胫而走，让武汉的小报记者们十分过瘾地“炒”了一回。