同治四年（1865年）六月，曾国藩、李鸿章在安庆内军械所和上海、苏州洋炮局的物力、人力和技术经验的基础上，收买了美国人在上海虹口地区创办的旗记铁厂一座，又将容闳从美国购买的“制器之器”一并归入，正式成立“江南机器制造总局”，简称“江南制造局”、“上海制造局”、“沪局”。该局由原旗记工厂主科尔任制造技术指导，其一切事宜最初由上海海关道日昌督察筹划，后又任命湖北补用道沈保靖督办。创办经费约用银二十余万两。同治六年（1867年）江南制造局因厂地狭窄，由虹口移至上海城南高昌庙镇，进行扩建，到光绪十九年（1893年），共建成工厂15个，增设方言馆、炮队营、工程处、翻译馆各一个及各种附设机构十多个。建置经费先后用银200万两。江南制造局从事军火生产、轮船修造、机器制造、科技书籍的翻译和培养外语人才。所制造的枪炮、弹药，供应南北驻军，“遍及全国，共达七八十个单位”（主要是湘、淮军）。同治四年（1865年），李鸿章将由马格里主办的苏州洋炮局移设南京雨花台，扩建为金陵制造局，简称“宁局”，主要生产枪、炮、子弹和军用物资。到80年代上半期，已有工厂十余座，用银约五十余万两，所造之枪炮弹药主要供应南北洋驻军。同治五年（1866年），左宗棠在福州创办船政局，后由沈葆桢接办。船政局由铁厂、船厂和学堂三部分组成。初由法国人日意格和德克碑任正副监督，雇用工人1700至2000人。原计划五年内造船16艘，创办经费约40余万两银，每月造船经费53两银。同治八年（1869年）开始生产，到同治十三年（1874年）共造船15艘，这时船政局共有工厂16座，船台3座，先后用银达135万两。光绪元年（1875年）船政局由艺局学生主持接办，开始仿造旧式木船。从光绪二年（1876年）起，造七百五十匹马力的新式机器铁胁轮船，光绪七年（1881年）为南洋水师造三艘2400匹马力、排水量为2200吨的巡洋快船。同治六年（1867年），恭辛王奕奏准，由三口通商大臣崇厚在天津办“天津军火机器局”，同治九年（1870年）由直隶总督李鸿章接办，改称天津机器制造局，简称“津局”。不久，李鸿章将洋总办密妥士免职，另委沈保靖为总办。天津机器局主要生产火药、枪炮、子弹，供应淮军和直隶用练军。到80年代上半期，先后共用银110余万两。
在同一时期内，各地还设立许多军火工厂，“唯一省仿造，究不能敷各省之用”，到光绪十年（1884年）为止，清政府先后设厂局20所，除江南制造局停办外，其余19所分布在全国十二个省区。从六十到九十年代的30多年中，洋务派创办军事工业，共用银4500万两，均由国库支出；所有局厂一律归官办；生产的枪炮弹药和轮船均由清政府调拨发给湘、淮军和沿海各省使用；每个厂局均有成群的官吏，机构庞大，洋务派创办洋务首先聘请洋员。
在洋务运动中，洋务派也筹建新式海军。咸丰十一年（1861年），恭亲王奕请英人“协助购买欧洲造战舰”。同治元年（1862年），两广总督苏崇光与英人议定，向英国购买兵船。同治二年（1863年），一支包括大小船只八艘的舰队，由英国海军军官率领到达上海，由于英国人强夺中国海军的指挥权，清政府拒绝接受，这支舰队被遣散。清政府先后用银160余万两的筹建海军活动失败。同治五年（1866年），清政府批准了左宗棠的“设局监造轮船”的建议，决定江南制造局、福州船政局各以造船为重点，仿照西方，制造兵船，以装备海军。同治十年（1871年），两厂分别造出“惠吉”、“测海”、“操江”、“万年青”、“福星”等兵船数艘。同治十三年（1874年），丁日昌提议建立北洋、东洋、南洋三支水师。光绪元年（1875年），由两江总督沈葆桢、直隶总督李鸿章等人倡议，经总理衙门准，拨银四百万两，作为筹办海军军费，准备在十年内建成南、北、粤洋三支海军，后由于财力有限，决定“先就北洋创设水师一军”，沈葆桢死后，海军大权集于李鸿章一身，他在天津设水师营务处，佃理海军事务；又于光绪六年（1880年）在天津设立水师学堂，训练北洋系海军军官。同时又用银300万两，从德国购买“定远”、“镇远”两只铁甲舰。光绪七年（1881年），李鸿章派丁汝昌统领北洋海军。光绪十年（1884年），三洋海军初具规模，南洋海军约有军舰19艘、北洋海军约有军舰15艘、福建海军约有军舰11艘。光绪十年（1884年）六月，中法战争爆发，八月，法国远东舰队击毁了福建海军全部舰船，并摧毁福州船政局，南洋海军也受到损失，只有李鸿章的北洋海军保存了实力。李鸿章又向英国订购了“致远”、“靖远”和从德国购进“经远”、“来远”等舰，北洋海军实力增强。在这前后，李鸿章又修建了大沽、旅顺船坞，为修理铁甲舰之用。光绪十四年（1888年），北洋海军正式成军，丁汝昌任海军提督，拥有军舰22艘。军事训练由英、德国人操纵。光绪二十年（1894年），北洋海军在中日甲午战争中全军覆灭，结束了北洋海军的历史。
洋务派在开办军事工业的活动中，需要巨额经费，使他们感到“百方罗掘，仍不足用”，认为外国资本主义以工商致富，由富而强，认为“求富”是“求强”的先决条件，因此，洋务派仿照西方，开展了建立民用工业的“求富”活动，借以达到“兴商务，浚饷源，图自强”的目的。
从七十年代开始，洋务派采取了官办、官督商办和官商合办的形式，创办民用工业，包括采矿、治炼、纺织、交通运输等等，到90年代中期，共办几十个企业。
同治十一年（1872年），李鸿章派漕运委员朱其昂创办轮船招商局，这是洋务派创办民用工业的开端。轮船招商局共招商股73万多两银，海关拨官款190多万两银，官督商办。总局设在上海，在上海天津等地设码头，代政府运漕米等。光绪二年（1876年），李鸿章派唐廷枢筹办开平矿务局，光绪三年（1877年）九月在开平正式创立，招商股80多万两银，官督商办。光绪三年（1878年）开井。次年使用外国机器，按新式方法开采。光绪七年（1881年），开平矿务局每日出煤“五六百吨之多”。十余年后，开采量增加，每日“可出煤一二千吨”，且“煤质极佳，甲于地处”。光绪五年（1879年），李鸿章在大沽和北塘海口炮台试架设电报到天津，“号令各营，顷刻响应”。光绪六年（1880年）九月，李鸿章在天津设电报总局，由盛宣怀任总办。电报线由天津沿运河南下至上海等地，以后又架设了上海至南京及南京至汉口的线路，光绪八年（1882年）四月，电报局改为官督商办。招商股80万元。光绪十年（1884年），电报总局迁往上海，并在各地设电报分局。光绪十六年（1890年），即电报总局成立十周年时，电报线已遍布全国各地。光绪七年（1881年）成立黑龙江漠河金矿，商股7万两银，官款13万两银，官督商办，李鸿章派吉林候补知府李金镛办理。光绪十五年（1889年），用新式机器开采，这一年产金18961两。同年两广总督张之洞主持兴办汉阳铁厂，由清政府拨款200万两银作资金。光绪十六年（1890年），在大别山下动工兴建，光绪十九年（1893年）完工，共建十厂。官办无款可等，后由盛宣怀接手，改为官督商办。光绪二年（1876年），李鸿章和两江总督沈葆桢开始议办上海机器织布局，光绪五年（1879年）派郑观应筹办，光绪八年（1882年）成立。招商股银达50万两，采取官商合办形式。该局享有十年专利，不许民间仿办。光绪十六年（1890年）开工，营业兴隆。光绪十九年（1893年年）失火、损失约70多万两银。光绪二十年（1894年）又设华盛纺织总厂，下设十个分厂。光绪十六年，张之洞任湖广总督时，将原设广东织布局移至武昌，创建湖北织布局。光绪十五年（1889年）八月底，张之洞在两广总督任期内奏准在广东设织布局，后张奉调湖广总督，织布局随之迁往湖北，由于筹办资金困难，张之洞先后向英国汇丰银行借款16万两银，于光绪十七年（1891年）开始建造厂房，光绪十八年（1892年）底才正式开工，尚有盈余。
洋务派在七十年代后的二十几年里，先后创办了41个资本主义性质的企业，到光绪二十年（1894年）尚存30个，共计资本约计3900万元。这是中国早期的官僚资本。
此外，洋务派从同治元年（1862年）起，先后设立京师同文馆、上海方言馆、福建船政学堂和天津水师学堂等二十多所近代学校，培养外语和近代科技人才。从同治十一年（1872年）至光绪十二年（1886年），清政府还向欧美国家派遣近200名留学生。
随着北洋海军在中日甲午战争中覆灭，洋务运动也宣告破产。
京师同文馆的设立
咸丰十年（1861年），清政府设立了总理各国事务衙门（简称总理衙门），负责对外事务。次年，咸丰皇帝总理衙门大臣奕的奏请，设立京师同文馆，作为附属于总理衙门的一所外国语学校，培养对外人员。是年五月，京师同文馆在北京正式开办，设英文、法文、俄文三馆，规定招收学生十人，最多不超过24人。只招收14岁以下的八旗子弟，由总理衙门考查录取，依次传补。第二年，变通章程，改为每馆招收十人。同治五年（1866年），总理衙门又奏请皇帝，要增设天文、算学科目，聘请洋人来教习，理由是“洋人制造机器、火器等器，以及行船、行军，无一不自天文、算学中来。”于是陆续增设了算学（包括天文）、化学、格致（包括力学、水学、声学、气学、火学、光学、电学）、医学四馆。录取学生的方法也相应变动。规定由京内外各衙门保举三十岁以下的翰林院庶吉士、编修、检讨及五品以下由进士出身的官员，或举人、贡士等未仕人员，最后由总理衙门考查录取入学。同时规定“三年考列到高等者，按升阶优保班次，以示鼓励。”学生的生活待遇从优，先是每月每人给膏火银3两，后改为每人每月薪水银10两，并供给饭食。
同文馆设立之初遭到清政府内极端守旧派人士的反对。
监察御史张盛藻认为强盛中国的办法依旧是尧舜之道，只有通过精读孔孟之书，明体达用，才能使国家规模宏大，所以他极力反对向洋人学习制造轮船、洋枪技术，主张朝廷命官一定要任用科甲正途者。接着，大学士倭仁也不断提出“立国之道当以礼义人心为本，未有专恃术数而能起衰振弱者。天文、算学只为末议，即不讲习，于国家大计亦无所损。”从此，守旧派与洋务派在同文馆的设立上发生了激烈争论。倭仁声望在当时学界很高，是理学权威，他一出来反对，响应者颇多，这样，京师同文馆虽然设立了讲习天文、算学等自然科学的科目，但投考的人却寥寥无几。
同治十三年（1874年），总理衙门提出六条“紧急机宜”，发给各省总督、巡抚筹议。以李鸿章为首的实力派大肆倡导，办洋务已成为一种时尚，于是同文馆也随之逐步兴盛起来。在此之前曾增设了德文馆，随后又增设了东文馆。光绪十三年（1887年）规定学生增加到120人。光绪二十一年（1895年）改学制三年为八年，分前馆五年，后馆三年。课程包括汉文、外文、天文、算学、物理、化学、世界史地和万国公法等科目。此外设有为教学服务的化学实验室、物理实验室和博物馆、天文台等。在此之前，还于同治十二年（1873年）设立了印书处，有中体和罗马体活字四套，手摇机七部，承印同文馆和总理衙门所翻译的数、理、化、医学历史等书籍和文件。
同文馆设管理大臣，由总理大臣委派，初由一人担任，以后时有由二人担任，负责主持管理同文馆事务。其下设提调工人，帮助调二人，负责安排课程及督察学生勤惰之事。同文馆的教课人员有总教习一人，洋教习若干人，还有汉教习和汉文教习三人。总教习多由外国人担任。同文馆的经费、人事等方面多为总税务司英国人赫德所控制。同文馆先后聘请了外国传教士包尔腾、傅兰雅、丁韪良等担任教习或总教习，其中由赫德提名的总教习美国传士丁韪良总管校务近30年。按规定，同文馆不允许传播西方宗教，但实际上洋教习们总是借机进行传播。
光绪二十七年底（1902年）初，京师同文馆并入京师大学堂，改称“译学馆”，内设英、俄、法、德、日五国语文科目。
中日《马关条约》
光绪二十年（1894年）八月一日，中日两国同时宣战，中日战争正式开始。九月下旬以后，随着清军的不断失利，清朝廷中的主和派便开始乞求外国调停，由于列强各国或认为时机未到，或态度冷漠，也由于日本确定的媾和条件太苛刻，同时清朝廷中的主战派还拥有一定实力，因此，主和派的几次乞求外国调停活动都未成功。次年二月，北洋海军的全军覆灭，湘、淮等军在辽东战场相继失败，这使朝廷中的主战派大为泄气，一时间感到束手无策。二月十八日，清政府通知日本，将按照日本的要求派出全权代表，准备接受包括割地在内的屈辱条件。几天后，清政府又进一步明确向日本宣布，任命李鸿章为全权大臣，日方提出的割地、赔款、订约等谈判内容，李均能全权处理。至此，日本同意议和。二十日，李鸿章应召到京，他考虑到日本提出的条件，深感此次议和责任重大，于是就先同军机处商议。翁同和希望能做到不割地，而其余大臣则担心不割地就不能议和。李鸿章又先后同美英公使进行商量，但都不得要领。三月二日，恭亲王奕向李鸿章传达光绪面谕，授予李以商让土地之权。同日，李鸿章上摺陈述其对议和的看法，认为割地之事，古今中外皆有，“但能力图自强之计，原不嫌暂屈以求伸”，只是地有多寡要次之分，须力与争辩，谈判定有一番周折，朝廷必须密为筹备，防止日军直犯京畿等等。