同治九年（公元1870年）十一月四日，天津機(jī)器制造局正式成立，李鴻章暫委沈保靖為總辦。

天津機(jī)器制造局成立的同時(shí)，李鴻章又在大清河、北運(yùn)河之間，擇地興造彈藥庫一座，用來儲(chǔ)存彈藥、成品機(jī)器。

機(jī)器局一應(yīng)員弁，仍大多雇用洋技師，中國技師則全部從江南機(jī)器制造總局與金陵機(jī)器局奏調(diào)。該局規(guī)模雖不及江南局宏大，但也比崇厚原設(shè)之局大出幾倍。

在這之前，李鴻章見直隸兵力空虛，京師只有神機(jī)營六千人十營，口外也只有黑龍江將軍管轄的馬隊(duì)。直隸其他要地，只有幾座兵站和糧草轉(zhuǎn)運(yùn)局，幾乎無兵。

李鴻章至此才恍然大悟，當(dāng)年張宗禹為何能在幾個(gè)日夜的光景，長(zhǎng)驅(qū)直入，直逼畿輔，致使朝野震動(dòng)，兩宮變色，歸根結(jié)底，在于直隸防守太單薄了。

李鴻章經(jīng)奏請(qǐng)，把裁撤后已轉(zhuǎn)成經(jīng)制之師的兩萬淮勇，分三批調(diào)駐進(jìn)直隸各口駐防，又在口外添募一馬隊(duì)，聘洋人教練。同時(shí)設(shè)總糧臺(tái)一處，分糧臺(tái)十處。

為使糧道水陸暢通，他又將淮軍萬人調(diào)到大運(yùn)河沿岸，挖濠筑堤，疏理河道，直到大小船只暢行無阻。他兼署北洋通商大臣后，為使通商、行政兩便，又奏請(qǐng)?zhí)碓O(shè)津海關(guān)道，在天津?qū)ＴO(shè)衙門，希望辦事迅速，不受地方約束。又仿照上海，在天津添設(shè)了稅務(wù)司衙門。

李鴻章保舉記名道、刑部郎中陳欽暫行署理津海關(guān)道，天津機(jī)器制造局總辦沈保靖署天津稅務(wù)司。朝廷一一照準(zhǔn)。不久，總稅務(wù)司赫德加委德國人德璀琳接署天津稅務(wù)司。

李鴻章到直隸不過四個(gè)月，便拳打腳踢，施展平生所學(xué)，把死水一潭的直隸，治理得轟轟烈烈，大為風(fēng)光，人氣眼看著一天旺似一天。

到了年底，日本國特派使臣柳原前光抵京，向總理衙門提出通商請(qǐng)求。總理衙門依例稟奏兩宮皇太后。慈禧太后著軍機(jī)處擬旨，遍詢各地督撫。安徽巡撫英翰力持不可，言稱“恐貽后患”。

慈禧太后拿不定主意，讓軍機(jī)處把英翰的折子謄抄二十幾份，分送各地督撫討論。其實(shí)，說是讓各地督撫參與進(jìn)來，實(shí)際上主要還是看南北二洋的態(tài)度。

南洋通商大臣是兩江總督曾國藩，北洋通商大臣是直隸總督李鴻章。對(duì)外洋請(qǐng)求通商事宜，南曾北李最有發(fā)言權(quán)，其他督撫態(tài)度怎樣卻無關(guān)緊要。

曾國藩正在假中，主意自然要李鴻章一個(gè)人拿。李鴻章沒有忙著上折，他讓隨員把一應(yīng)介紹日本國的書籍俱翻撿出來，一一閱看，又請(qǐng)教了一名英國人、一名美國人，二人把知道的都毫無隱瞞地告訴了他。

隨著對(duì)日本的了解增多，李鴻章的想法漸漸成熟，他在上《籌議天津設(shè)備事宜折》的同時(shí)，又附加《遵議日本通商事宜片》，主張與日本通商。

李鴻章認(rèn)為，日本與中國一衣帶水，相距不過數(shù)日程，從元代開始，兩國人民就有往來。李鴻章又說，國門洞開后，歐洲各國爭(zhēng)相來中國取利，而日本并沒有湊熱鬧，可見是真心想與中國交好?，F(xiàn)在中國與歐洲各國都有往來，日本要求訂約通商亦在情理之中，不該拒之門外，說不定兩國關(guān)系好了之后，還能為我所用。

李鴻章甚至想利用日本通商這件事，向外國派駐公使，偵探別國實(shí)在情形，達(dá)到永遠(yuǎn)相安的目的。他認(rèn)識(shí)到無駐外使節(jié)的不便，明確提出，駐外使節(jié)不僅能“以偵探彼族動(dòng)靜，而設(shè)法聯(lián)絡(luò)牽制之”，更“可冀消弭后患，永遠(yuǎn)相安”。

當(dāng)李鴻章提出這一設(shè)想的時(shí)候，大清國滿朝文武，甚至包括恭親王在內(nèi)，還遠(yuǎn)沒有認(rèn)識(shí)到這點(diǎn)。奏議遞進(jìn)宮去，自然遭到王公大臣的一片唾罵。但慈禧太后經(jīng)與恭親王反復(fù)論證后，最終還是同意了李鴻章的觀點(diǎn)，認(rèn)為與日本通商終究是利大于弊，答應(yīng)與日本通商。

軍機(jī)處按照慈禧太后的吩咐，專給李鴻章、曾國藩二人下了一道圣旨，特別指出：“因該國意向甚堅(jiān)，業(yè)已令其特派大員，到時(shí)再與妥議。著曾國藩、李鴻章預(yù)行之妥籌，庶臨時(shí)較有把握?！?/p>

李鴻章接旨后，考慮日使來華必先到上海，當(dāng)天晚上就給江蘇巡撫丁日昌遞急函一件，讓丁日昌委派署江蘇藩司實(shí)授江蘇臬司的應(yīng)寶時(shí)，速到海關(guān)道衙門，借調(diào)日本與西洋各國所訂之條約，并一一抄錄；日使到滬后，著應(yīng)寶時(shí)與海關(guān)道先行接待，會(huì)同辦理，不準(zhǔn)有絲毫差池。