第二次鸦片战争以后，清政府内外交困，统治集团内部一些较为开明的官员主张利用西方先进生产技术，富国强兵，摆脱困境，维护清朝统治。
前文说到，每当国家处于危险之时，无论明清，总会有一些英雄出现。他们或者披甲上阵血战沙场，或者以一己之力自强不息延续国种，无论如何，他们都可称得上是英雄。
1860年12月，曾国藩上奏折说，目前借外国力量助剿、运粮，可减少暂时的忧虑，将来学习外国技艺，造炮制船，还可收到永久的利益，并且可以维护清政府对中国的统治。第二年，他对上述看法加以发挥，主张购外国船炮，访求能人巧匠，先演习，后试造，不过一两年，火轮船必成为官民通行之物，那时可以剿发（指太平军）、捻（捻军），勤远略，这是救时第一要务。1862年，李鸿章到上海后，得到外国侵略者帮助训练洋炮队、设洋炮局。他认为，清军作战往往数倍于外敌，仍不能胜，原因在武器不行，枪炮寙滥，如能使火器与西洋相埒，则“平中国有余，敌外国亦无不足”，今起重视，最后可达自主。奕讠斤看到曾李两人学造外国船炮，决定派员前往学习，在奏折中说，治国要做到自强，自强以练兵为要，练兵又以制器为先，“我能自强，可以彼此相安”。
奕讠斤等人认为，只要在封建制度中加进一些西洋先进技术，可以镇压人民，可以自主自强，封建统治便可长治久安，并认为筹办洋务，必定能得到列强的支持。
以大学士倭仁为首的顽固派，高唱“立国之道，尚礼义不尚权谋，根本之图，在人心不在技艺”主张“以忠信为甲胄，礼义为干橹”，抵御外侮。他们攻击洋务派学习西方先进生产技术是“陈甚高，持论甚正”，然而无益于自强实际。二三十年来，中外臣僚正由于未得制敌之要，徒以空言塞责，以致酿成庚申之变”。洋务派与顽固派互相攻击，斗争十分激烈。总理衙门是推动洋务运动的中央机构。但洋务派势力主要不在清朝中央，而在掌握地方实权的总督和巡抚。慈禧明白，在内外交困的形势下，要保持清朝的统治地位，必须依靠拥有实力并得到外国侵略者赏识的洋务派。所以她暂时采取了支持洋务派的策略，允许洋务派展开洋务运动。
“中学为体，西学为用”是洋务运动的指导思想。
洋务运动前期，洋务派以“自强”“求富”为旗号，采用西方先进生产技术，创办了一批近代军事工业。
火轮船，旧时指由蒸气机驱动船。1861年，曾国藩创办的安庆军械所，任用中国工匠，仿制西式枪炮，是中国最早的近代军事工业。从1862年起，用三年时间研制成功我国第一艘轮船“黄鹄”号。
洋务运动后期，洋务派为解决军事工业资金、燃料、运输等方面的困难，打出“求富”的旗号，兴办了一批民用工业。
总理各国事务衙门简称“总理衙门”、“总署”、“译署”，为清政府为办洋务及外交事务而特设的中央机构，于1861年1月20日由咸丰帝批准成立。总理衙门存在了40年，直到光绪二十七年（1901年），据清政府与列强签订的《辛丑条约》第12款规定，改为外务部，仍位列六部之首。1861年，清政府设立“总理各国事务衙门”，这是清政府新设立的外交机构。
1862年，在北京设立专门培养翻译人员的“同文馆”，这是清代最早的“洋务学堂”（1902年并入京师大学堂）。
我国历史上很早就有人从事翻译工作，但正式设立外语学校却是同文馆。在清政府与外国订立《南京条约》《天津条约》和《北京条约》时，竟连一个懂得外文的中国人都找不到，任凭侵略者的蒙骗。
同文馆完全按正规学校来办，陆续开设英文馆、俄文馆、德文馆和东文（日文）馆。只招收十三四岁以下八旗子弟，后又招收15岁～25岁的满汉学员，也招收不限年龄的满汉学员。学习期限初定3年，到1876年分为两种：一是由外文而及天文、化学、测地等科的学生学制8年；一是年龄稍大、仅借中文译本学习天文、化学、测地等科的学生，学制5年。1867年时增设算学、化学、万国公法、医学生理、天文、物理、外国史地等。学生最多时达120人。毕业生大多任清政府译员、外交官员和其他洋务机构官员。设有印刷所，翻译印刷《万国公法》及数理化和文史等方面书籍。
1863年，在上海设立“广方言馆”；第二年又在广州设立一个“广方言馆”。“广方言馆”的主要目的，就是在于培养通晓外语的人才。
1865年，在上海建立江南机器制造总局，内设翻译馆；同年，又在南京建立金陵机器制造局。
江南制造总局又称江南制造局，1865年由李鸿章在上海创办。1867年，由虹口迁至高昌庙，经过不断扩充成为清政府最大的军事工业。该厂技术和机械设备主要依靠外国，除制造枪炮弹药外，也制造机器和修造轮船。1905年造船部分独立，称“江南船坞”，兵工厂部分人称制造局。后分别改称“江南造船所”和“上海兵工厂”。
1866年，在福州建立马尾船政局。
总理衙门最初主持外交与通商事务，后来扩大管理办工厂、修铁路、开矿山、办学校、派留学生等，权力越来越大，举凡外交及与外国有关的财政、军事、教育、矿务、交通等，无不归该衙门管辖，成为清政府的重要决策机构。福州船政局，是清政府经营的设备最齐全的新式造船厂。1866年由左宗棠在福州马尾创办。聘用外国人担任技师。主要由铁场、船场和学堂三部分组成，1884年马尾海战中遭到严重破坏。后虽经恢复但大不如前，辛亥革命后，改称海军造船所。
1870年，在天津建立军火机器总局（后改名为北洋机器制造局）。
1872年，在上海建立轮船招商局；中国第一批官派留学生出洋，由容闳指导选派。创办《申报》。
1875年，建议在各省设立洋学堂；创立科举考试中“洋务进取”一项。
1878年，在兰州建立兰州织呢局，这是中国最早的一家机器毛纺织厂。
1879年，在天津——大沽段架设中国第一条电报线路。其后的1881年设立电报局并架设上海——天津段电报线路。
1880年，在上海建立机器织布局，这是中国最早的机器棉纺织厂；同年，在天津设立京师学堂，购置军舰；设立南北电报局。
1881年，设立开平矿务局。
1882年，建立旅顺军港。
1885年，清政府新设立了海军衙门；在天津设陆军武备学堂。
1889年春，两广总督张之洞筹划在广州建立炼铁厂，同年他调任湖广总督，筹办的炼铁厂也随迁汉阳，1890年，在大别山下动工兴建，1893年，汉阳铁厂基本完工，共有六个大厂，四个小厂，炼铁炉两座。1894年投产，开始均为官办，从筹办起至1895年，共用经费580余万两。中日甲午战争后，清政府因无力筹措经费，于1896年改为“官督商办”。辛亥革命前夕，汉阳铁厂工人约3000人，每年出钢7万吨。抗日战争时期，汉阳铁厂部分设备被国民党政府迁往重庆成立大渡口钢铁厂。解放后收归人民所有。
1890年，在汉阳建立湖北枪炮厂；在湖北，江西设立汉冶萍煤铁厂矿公司。
从1875年起，先后在河北磁县、台湾基隆、安徽贵池、河北唐山、湖北荆门、大冶等地开办煤矿，是为中国机器采煤之始。最成功的当属唐山附近的开平煤矿，1882年年产3.6万吨，1889年增至24.7万吨。这个矿是商办，讲求效率和节约，始终保持了活力。
金属矿的开采与冶炼较为复杂，比煤炭开采晚了5年。从1881年起，先后开办河北承德铜矿、山东招远金矿、云南铜矿、黑龙江漠河金矿、吉林珲春银矿、湖北大冶铁矿等。这些金属矿的开采与冶炼，规模小，成功的不多。
洋务运动是中国近代史上一次重要的革新运动，打破了闭关锁国的局势，兴办了近代企业，建立了新式海陆军，创办了新学堂，接受外国先进的思想和技术。经过一批有志之士的努力，虽然最终以失败告终，但洋务运动本身给中国带来的影响却不能忽略，洋务运动对改变中国半殖民地化起到了延缓作用。洋务运动，是对中国近代社会产生深远影响的一次伟大运动。虽然并没有挽救清朝的命运，却是真正的让所有中国人开了眼界，了解了世界之大。从这个意义上来讲，洋务运动虽然没有拯救清朝，却是拯救了中国。
张之洞与近代教育
晚清四大名臣之一张之洞的政绩在教育方面的成就是最突出的。他对近代教育的贡献不仅仅在其倡议废除八股文，其兴学育才思想及实践在中国近代教育史上占有十分重要的地位。
在早年张之洞担任学政时，他主要是对传统的教育进行改革，提倡经世致用的“实学”，强调以通读史经为学习的主要内容。具体的举措主要是改革传统的教育机构。
在继续主张改革传统教育的同时，张之洞开始认识到“西学”的重要性，并着手试办以“西学”为主的新式学堂，书院改革以两湖书院为代表，开办的新式学堂以自强学堂为代表。
甲午战后，张之洞逐步形成了一套比较系统的近代教育思想，并认识到建立新学制的重要性。担任湖广总督之后，张之洞在湖北大规模兴办新式教育——实业教育、师范教育和国民教育。这些新式教育活动使其教育强国的构想在推动中国教育近代化过程中起了重要作用。