洋务派登上中国的政治舞台，还有一个历史契机。1861年8月22日，咸丰帝病死热河。权力欲极强，而又素与顾命大臣肃顺等人有嫌怨的慈禧，趁机联合恭亲王奕忻等人密谋政变，一举夺取了朝政大权。在奕忻集团和后党势力紧密配合下的政变成功，标志着新兴改革力量对顽固守旧力量的胜利。从此，在执掌朝廷大权的新兴势力领导下，中国的近代化运动迅速开展起来。
当时，太平天国运动已经趋于平息，第二次鸦片战争也告结束。洋务派利用国内外暂时的和平环境这一有利时机，大规模引进西方先进的科学技术，兴办近代化军事工业，引发了一场长达三十年的洋务运动。
洋务派对于国家和民族具有深刻的危机感和责任感。奕忻在第二次鸦片战争结束后上奏说：“庚申之衅，创巨痛深”，“城下之盟，春秋所耻”，他希望能够接受教训，“力图自强，以为御侮之计”。李鸿章也指出，洋人“轮船电报之速，瞬息千里；军器机事之精，工力百倍；炮弹所到，无坚不摧；水陆关隘，不足限制，又为数千年未有之强敌。”因而，洋务派一致主张师夷之长技以富国强兵，抵抗外国侵略，挽救民族危机。他们首先认识到，以机器生产为核心的近代工业革命是富国强兵的根本。李鸿章在1865年《置办外国铁厂机器折》这篇不到三千字的奏折中，“机器”一词就出现了二十八处之多。在李鸿章等人的主持下，江南制造局、金陵制造局、福州船政局、天津机器局等一批大型近代化军事工业相继问世。在短短几年中，就已经具备了铸铁、炼钢以及机器生产各种军工产品的能力，产品包括大炮、枪械、弹药、水雷、和蒸气轮船等新式武器，用于装备近代化的军队。洋务派创办的近代化军事工业企业，是中国大地上首次出现的中国人自己的资本主义工业，这是中国历史的一大进步。
从以往的对外交涉过程中，洋务派最先感到的是缺乏通晓外语的外交人才。1861年1月，奕忻等首先提出培养翻译人才，清zf很快批准了这个建议，于1862年6月开办了“同文馆”，设英、法、俄文三个班，随后又增加了算学、天文、物理、化学、外国历史、地理、万国公法、医学、生理等课程。
同文馆是中国第一所近代学校，它为中国造就了第一批外语和外交人才，从同文馆毕业的学生中有二十八人后来做了驻外公使一级的外交官。同文算学馆成立后，又为中国培养了第一批近代科技人才。洋务运动期间，还开办了天津北洋水师学堂、广州鱼雷学堂、威海水师学堂、南洋水师学堂、旅顺鱼雷学堂、江南陆军学堂、上海操炮学堂等一批军事学校，至1890年，单为海军就培养了一千三百多名水兵、军官和专业技术人员，还包括为国fang事业作出重大贡献的严复、邓世昌、刘步蟾等人。1872年，清zf开始向海外派遣留学生，十四年间派出了七批，共二百多人。这些人回国后，在许多领域代替洋工程师工作，如福州船政局的国产军舰都是由他们制成的。新式海军舰艇的管带、大副也大都由留学生担任，中国第一条独立修筑的铁路──京张铁路，也是由留美学生詹天佑设计修筑的。洋务派建立的新的教育体制，如分年排课、按班级授课以及考试、升级等制度，一直沿用至今。
在近代国际社会中，外交官有没有外交经验，其结果大不一样。在第一次鸦片战争期间，与英国签订条约的清朝官员，没有任何外交经验，他们不了解世界形势，不懂国际公法，更谈不上谈判经验。英方代表说：“在欧洲，外交家们极为重视条约中的字句与语法，而中国的代表们并不仔细审查，一览即了。很容易看出来他们所焦虑的只是一个问题，就是我们赶紧离开。”在洋务运动中，中国外交官员的素质有了明显的提高，使清zf的外交有了起色。
总理各国事务衙门从1868年开始，陆续与西方列强进行修约谈判，由于事先作了充分准备，研究了对策，使西方列强的侵略阴谋没有得逞。如与英国的修约谈判，经过整整九个月的讨价还价，最后双方签订了新约，其中英国zf提出的十九项不平等要求，最主要的都被清zf拒绝。1871年曰本zf派人来华要求按照“西人成例，一体订约”，也遭到了清zf的拒绝，最后双方签订了完全平等的条约。又如出使英法大臣曾纪泽，在赴俄修约时，根据当时的国际形势，利用俄国克里米亚战争之败，又倚仗左宗棠在新疆的重兵威胁，在长达七个月的谈判中，“反复辩论，凡数十万言”，终于挽回了《里瓦几亚条约》给中国造成的部分损失，争回了伊犁周围大片领土，以及有关通商、纳税等主权。
中法战争中，由于近代化外交观念的影响，清zf能够比较合乎实际地估计敌我力量对比，从而坚持定见，毫不动摇。如醇亲王提出不论战争结局如何都不赔款的原则，就被zf始终坚持。李鸿章在法将威胁进军京畿时，轻蔑地微笑回答：法军“要晋京，先要经过津沽，有我在此，恐不易过。”如此气概，是以自身的实力为后盾的。在战争中，清zf利用了近代全方位外交，采取以夷制夷的策略，牵制法国。如清zf利用德法的世仇，令驻德使节与德国zf密切联系，并大量从德国订购武器，制造联德制法的的气氛，迫使法国不得不分心防备德国，不敢在远东投入太多的兵力。
在洋务运动过程中，洋务派和顽固派进行了长期的激烈斗争。顽固派抱着“中国文化独尊”论不放，把洋务派向西方学习看作是可耻可恨之事，几乎每一项洋务事业都遭到他们的攻击和阻挠。1874年曰本进攻台湾，对清zf刺激很大，使其认识到曰本将“为中国永久大患”。洋务派趁此机会，排除顽固派的干扰，提出了“练兵、简器、造船、筹饷、用人、持久”等六条具体措施的“海防议”。李鸿章是“海防议”最坚决的支持者，他除了支持总理衙门和丁日昌关于建立新式海军和配备海防近代化枪炮武器外，还建议将沿江、沿海各省陆军“认真选汰，一律改为洋枪炮队”，并建议采用西法开采煤铁，建造铁路，发展轮船航运，设立新式学校等一系列措施。清zf最终采纳了这些建议，任命李鸿章、沈葆桢分别督办北洋和南洋海防，又决定每年拨银四百万两作为海防经费，是为中国近代海军的开端。
1884年朝鲜“甲申事变”后，清zf设立海军衙门，决定“惩前毖后，自以大治水师为主”。到1888年，北洋海军正式建军，装备了七千吨级铁甲巨舰二艘、二千吨级巡洋舰五艘，加上其它大小军舰，共二十多艘；南洋舰队也拥有了二千吨级主力舰四艘，千吨级炮舰三艘；广东、福建舰队共有千吨级舰艇八艘。四支舰队共计大小舰船八十多艘，这支庞大的海军，居当时世界第四位。但这仍远远没有实现李鸿章等人的理想，据他们设想，海军主力舰要有二十四艘，而当时仅有七艘。八十年代开始，清zf还以巨资修筑了旅顺、大连、威海、烟台、吴淞、马尾、黄埔等海防基地，装备了最新式的克虏伯自动回转射击大炮，以及深水军港、船坞等配套设施，改变了大舰必须到香港、长崎修理的状况。旅大、威海、大沽等基地的营建，使中国拥有了当时远东规模最大的军港、船坞、炮台防御体系。仅在旅顺一地，就装备了数百门德国克虏伯大炮，成为世界著名军港之一。
洋务运动期间，陆军也开始过渡为专门抵抗外国侵略的国fang军，这是具有近代化意义的职能转变。1862年李鸿章到上海后，命令淮军向洋兵学习西洋枪炮和阵法，仅仅两年多的时间，就把6，000多人的淮军扩充到五、六万人，洋枪三、四万支，炮兵六、七个营。淮军从1871年开始改装当时最先进的克虏伯后膛钢炮，到1884年已装备370多门。左宗棠所部湘军从1863年开始建立洋枪队，1867年进军西北后，洋枪比例增加到六成。八十年代以后，全部用西洋枪炮武装起来的湘、淮等近代化军队已经遍布东南、西北和南洋、北洋数省。左宗棠率军收复新疆、冯子才在镇南关大败法军等重大胜利，都是与清军的新式装备分不开的。中法战争中，出关作战的滇军主要装备是毛瑟枪，另外还配备了哈乞开斯连发枪、克虏伯钢炮等。陆军不仅装备改良，而且受到了不同程度的西式军事训练。许多军官都经过军事学校的培训，军队的素质得到提高。清朝zf能在甲午战争初期，迅速调集二万多军队开赴朝鲜和鸭绿江边，说明军队的机动性也能得到明显改善。正是由于洋务派不遗余力的努力，使得甲午战争中曰本倾全国之力，拼搏八个月，仍未能达到预期的进军北京，消灭清军主力的目的。
随着军事工业的创办，民用工业和新式交通运输业也发展起来了。洋务派认识到，强大的国fang基础在于整个国家经济的发展，要求能源、钢铁等工业与之配套。同时，为了维护民族利益，也必须发展民族经济。七十年代以后，轮船招商局、矿务局、电报局等相继出现。
1872年，李鸿章主持在上海建立了轮船招商局，并在天津、牛庄、烟台、汉口、福州、广州、香港、横滨、神户、吕宋、新加坡等地建立了分局。这是洋务派创办的第一个民用企业。招商局开办仅三年时间，就为清zf回收了一千三百多万两银子，打破了外国航运公司的垄断局面。中国近代矿业是从机器采煤开始的。1875年5月，清zf同意李鸿章等人分别在直隶和台湾试办煤矿，后来台湾基隆煤矿成效显著，年产量达到54，000吨，它是中国第一座近代化煤矿。1877年，李鸿章派人筹建开平矿务局，于1879年开始使用外国机器开采，产量逐年激增，至1889年已达247，000吨，有力地抵制了洋煤的进口。1882年输入天津的洋煤为5，400吨，到1886年便减至301吨。1890年，两广总督张之洞为了抵制洋铁入口，开工兴建汉阳铁厂，至1893年全部竣工，该厂设备先进，拥有十个工厂，三千多工人，所生产的铁除了供应本国外，还出口到美日等国。
电报业的产生，开始是出于抵御外侮的用兵需要。1879年9月18日，李鸿章在天津成立了电报总局，并在大沽、济宁、镇江、苏州、上海、紫竹林、清江浦等处设立分局，1884年电报总局迁往上海，又架线至浙江、福建、武汉、广东、广西。到1885年，沿海、沿江各省都架设了电线，总长度达到一万数千里，连厦门、台湾之间都架设了海底电缆。中法战争结束后，李鸿章对于近代化通讯联系的进步感叹不已：“中国自古用兵，未有如此神速者”。1878年3月，在李鸿章主持下，以天津为中心，在北京、天津、烟台、牛庄、上海五处，仿效西方做法，试办邮政，这是中国近代邮政之始。1881年，中国自己修筑的第一条铁路──唐胥铁路竣工。1885年中法战争后，洋务派成立了中国第一个铁路公司──开平铁路公司。尽管在修建铁路的问题上保守势力的反对最为激烈，洋务派往往在争论中寡不敌众，但是到1895年为止，全国仍陆续修建了360余公里的铁路。
轻工业也在此期间得到大力发展。1880年，左宗棠创办兰州织呢局，成为中国近代纺织工业的鼻祖。同年，李鸿章也派人创办了上海机器织布局，中国近代纺织业从上海、宁波、镇江、武昌等地向全国蔓延开来。1882年，广州开始有了自来水，稍后，武昌、上海也相继办起了自来水厂。1887年，两广总督张之洞在总督府安装了第一台发电机，开始了中国电灯取代油灯的时代。近代化的机器缫丝、轧花、造纸、印刷、制药、玻璃制造等等，都是在七、八十年代开始建立起来的。在洋务运动的推动下，中国的民用工业得到了迅速发展，由此奠定了中国近代化工业的基础。
中国自洋务运动开始的近代化运动，历经三十年，在中日甲午战争中遭到重大打击而告终。虽然中国仍不足以与西方列强抗衡，但中国的近代化，以及它为了自身安全所作的努力，阻止或延缓了殖民地化的进程，不断地提高了中国与列强较量的水平与能力。同时，洋务运动也使国人广开眼界，越来越深刻地认识到改革的必要性。到了甲午战争以后，再也没有人以“洋人以势力胜，中国以礼义胜”，“所恃者，中国数千年礼义廉耻之维”等等荒唐言论来公开抵制国fang、经济的近代化了。