洋務派登上中國的政治舞臺，還有一個歷史契機。1861年8月22日，咸豐帝病死熱河。權力慾極強，而又素與顧命大臣肅順等人有嫌怨的慈禧，趁機聯合恭親王奕忻等人密謀政變，一舉奪取了朝政大權。在奕忻集團和後黨勢力緊密配合下的政變成功，標誌着新興改革力量對頑固守舊力量的勝利。從此，在執掌朝廷大權的新興勢力領導下，中國的近代化運動迅速開展起來。
當時，太平天國運動已經趨於平息，第二次鴉片戰爭也告結束。洋務派利用國內外暫時的和平環境這一有利時機，大規模引進西方先進的科學技術，興辦近代化軍事工業，引發了一場長達三十年的洋務運動。
洋務派對於國家和民族具有深刻的危機感和責任感。奕忻在第二次鴉片戰爭結束後上奏說：“庚申之釁，創鉅痛深”，“城下之盟，春秋所恥”，他希望能夠接受教訓，“力圖自強，以爲禦侮之計”。李鴻章也指出，洋人“輪船電報之速，瞬息千里；軍器機事之精，工力百倍；炮彈所到，無堅不摧；水陸關隘，不足限制，又爲數千年未有之強敵。”因而，洋務派一致主張師夷之長技以富國強兵，抵抗外國侵略，挽救民族危機。他們首先認識到，以機器生產爲核心的近代工業革命是富國強兵的根本。李鴻章在1865年《置辦外國鐵廠機器折》這篇不到三千字的奏摺中，“機器”一詞就出現了二十八處之多。在李鴻章等人的主持下，江南製造局、金陵製造局、福州船政局、天津機器局等一批大型近代化軍事工業相繼問世。在短短几年中，就已經具備了鑄鐵、鍊鋼以及機器生產各種軍工產品的能力，產品包括大炮、槍械、彈藥、水雷、和蒸氣輪船等新式武器，用於裝備近代化的軍隊。洋務派創辦的近代化軍事工業企業，是中國大地上首次出現的中國人自己的資本主義工業，這是中國歷史的一大進步。
從以往的對外交涉過程中，洋務派最先感到的是缺乏通曉外語的外交人才。1861年1月，奕忻等首先提出培養翻譯人才，清zf很快批准了這個建議，於1862年6月開辦了“同文館”，設英、法、俄文三個班，隨後又增加了算學、天文、物理、化學、外國曆史、地理、萬國公法、醫學、生理等課程。
同文館是中國第一所近代學校，它爲中國造就了第一批外語和外交人才，從同文館畢業的學生中有二十八人後來做了駐外公使一級的外交官。同文算學館成立後，又爲中國培養了第一批近代科技人才。洋務運動期間，還開辦了天津北洋水師學堂、廣州魚雷學堂、威海水師學堂、南洋水師學堂、旅順魚雷學堂、江南陸軍學堂、上海操炮學堂等一批軍事學校，至1890年，單爲海軍就培養了一千三百多名水兵、軍官和專業技術人員，還包括爲國fang事業作出重大貢獻的嚴復、鄧世昌、劉步蟾等人。1872年，清zf開始向海外派遣留學生，十四年間派出了七批，共二百多人。這些人回國後，在許多領域代替洋工程師工作，如福州船政局的國產軍艦都是由他們製成的。新式海軍艦艇的管帶、大副也大都由留學生擔任，中國第一條獨立修築的鐵路──京張鐵路，也是由留美學生詹天佑設計修築的。洋務派建立的新的教育體制，如分年排課、按班級授課以及考試、升級等制度，一直沿用至今。
在近代國際社會中，外交官有沒有外交經驗，其結果大不一樣。在第一次鴉片戰爭期間，與英國簽訂條約的清朝官員，沒有任何外交經驗，他們不瞭解世界形勢，不懂國際公法，更談不上談判經驗。英方代表說：“在歐洲，外交家們極爲重視條約中的字句與語法，而中國的代表們並不仔細審查，一覽即了。很容易看出來他們所焦慮的只是一個問題，就是我們趕緊離開。”在洋務運動中，中國外交官員的素質有了明顯的提高，使清zf的外交有了起色。
總理各國事務衙門從1868年開始，陸續與西方列強進行修約談判，由於事先作了充分準備，研究了對策，使西方列強的侵略陰謀沒有得逞。如與英國的修約談判，經過整整九個月的討價還價，最後雙方簽訂了新約，其中英國zf提出的十九項不平等要求，最主要的都被清zf拒絕。1871年曰本zf派人來華要求按照“西人成例，一體訂約”，也遭到了清zf的拒絕，最後雙方簽訂了完全平等的條約。又如出使英法大臣曾紀澤，在赴俄修約時，根據當時的國際形勢，利用俄國克里米亞戰爭之敗，又倚仗左宗棠在新疆的重兵威脅，在長達七個月的談判中，“反覆辯論，凡數十萬言”，終於挽回了《里瓦幾亞條約》給中國造成的部分損失，爭回了伊犁周圍大片領土，以及有關通商、納稅等主權。
中法戰爭中，由於近代化外交觀念的影響，清zf能夠比較合乎實際地估計敵我力量對比，從而堅持定見，毫不動搖。如醇親王提出不論戰爭結局如何都不賠款的原則，就被zf始終堅持。李鴻章在法將威脅進軍京畿時，輕蔑地微笑回答：法軍“要晉京，先要經過津沽，有我在此，恐不易過。”如此氣概，是以自身的實力爲後盾的。在戰爭中，清zf利用了近代全方位外交，採取以夷制夷的策略，牽制法國。如清zf利用德法的世仇，令駐德使節與德國zf密切聯繫，並大量從德國訂購武器，製造聯德製法的的氣氛，迫使法國不得不分心防備德國，不敢在遠東投入太多的兵力。
在洋務運動過程中，洋務派和頑固派進行了長期的激烈鬥爭。頑固派抱着“中國文化獨尊”論不放，把洋務派向西方學習看作是可恥可恨之事，幾乎每一項洋務事業都遭到他們的攻擊和阻撓。1874年曰本進攻臺灣，對清zf刺激很大，使其認識到曰本將“爲中國永久大患”。洋務派趁此機會，排除頑固派的干擾，提出了“練兵、簡器、造船、籌餉、用人、持久”等六條具體措施的“海防議”。李鴻章是“海防議”最堅決的支持者，他除了支持總理衙門和丁日昌關於建立新式海軍和配備海防近代化槍炮武器外，還建議將沿江、沿海各省陸軍“認真選汰，一律改爲洋槍炮隊”，並建議採用西法開採煤鐵，建造鐵路，發展輪船航運，設立新式學校等一系列措施。清zf最終採納了這些建議，任命李鴻章、沈葆楨分別督辦北洋和南洋海防，又決定每年撥銀四百萬兩作爲海防經費，是爲中國近代海軍的開端。
1884年朝鮮“甲申事變”後，清zf設立海軍衙門，決定“懲前毖後，自以大治水師爲主”。到1888年，北洋海軍正式建軍，裝備了七千噸級鐵甲鉅艦二艘、二千噸級巡洋艦五艘，加上其它大小軍艦，共二十多艘；南洋艦隊也擁有了二千噸級主力艦四艘，千噸級炮艦三艘；廣東、福建艦隊共有千噸級艦艇八艘。四支艦隊共計大小艦船八十多艘，這支龐大的海軍，居當時世界第四位。但這仍遠遠沒有實現李鴻章等人的理想，據他們設想，海軍主力艦要有二十四艘，而當時僅有七艘。八十年代開始，清zf還以巨資修築了旅順、大連、威海、煙臺、吳淞、馬尾、黃埔等海防基地，裝備了最新式的克虜伯自動迴轉射擊大炮，以及深水軍港、船塢等配套設施，改變了大艦必須到香港、長崎修理的狀況。旅大、威海、大沽等基地的營建，使中國擁有了當時遠東規模最大的軍港、船塢、炮臺防禦體系。僅在旅順一地，就裝備了數百門德國克虜伯大炮，成爲世界著名軍港之一。
洋務運動期間，陸軍也開始過渡爲專門抵抗外國侵略的國fang軍，這是具有近代化意義的職能轉變。1862年李鴻章到上海後，命令淮軍向洋兵學習西洋槍炮和陣法，僅僅兩年多的時間，就把6，000多人的淮軍擴充到五、六萬人，洋槍三、四萬支，炮兵六、七個營。淮軍從1871年開始改裝當時最先進的克虜伯後膛鋼炮，到1884年已裝備370多門。左宗棠所部湘軍從1863年開始建立洋槍隊，1867年進軍西北後，洋槍比例增加到六成。八十年代以後，全部用西洋槍炮武裝起來的湘、淮等近代化軍隊已經遍佈東南、西北和南洋、北洋數省。左宗棠率軍收復新疆、馮子纔在鎮南關大敗法軍等重大勝利，都是與清軍的新式裝備分不開的。中法戰爭中，出關作戰的滇軍主要裝備是毛瑟槍，另外還配備了哈乞開斯連發槍、克虜伯鋼炮等。陸軍不僅裝備改良，而且受到了不同程度的西式軍事訓練。許多軍官都經過軍事學校的培訓，軍隊的素質得到提高。清朝zf能在甲午戰爭初期，迅速調集二萬多軍隊開赴朝鮮和鴨綠江邊，說明軍隊的機動性也能得到明顯改善。正是由於洋務派不遺餘力的努力，使得甲午戰爭中曰本傾全國之力，拼搏八個月，仍未能達到預期的進軍北京，消滅清軍主力的目的。
隨着軍事工業的創辦，民用工業和新式交通運輸業也發展起來了。洋務派認識到，強大的國fang基礎在於整個國家經濟的發展，要求能源、鋼鐵等工業與之配套。同時，爲了維護民族利益，也必須發展民族經濟。七十年代以後，輪船招商局、礦務局、電報局等相繼出現。
1872年，李鴻章主持在上海建立了輪船招商局，並在天津、牛莊、煙臺、漢口、福州、廣州、香港、橫濱、神戶、呂宋、新加坡等地建立了分局。這是洋務派創辦的第一個民用企業。招商局開辦僅三年時間，就爲清zf回收了一千三百多萬兩銀子，打破了外國航運公司的壟斷局面。中國近代礦業是從機器採煤開始的。1875年5月，清zf同意李鴻章等人分別在直隸和臺灣試辦煤礦，後來臺灣基隆煤礦成效顯著，年產量達到54，000噸，它是中國第一座近代化煤礦。1877年，李鴻章派人籌建開平礦務局，於1879年開始使用外國機器開採，產量逐年激增，至1889年已達247，000噸，有力地抵制了洋煤的進口。1882年輸入天津的洋煤爲5，400噸，到1886年便減至301噸。1890年，兩廣總督張之洞爲了抵制洋鐵入口，開工興建漢陽鐵廠，至1893年全部竣工，該廠設備先進，擁有十個工廠，三千多工人，所生產的鐵除了供應本國外，還出口到美日等國。
電報業的產生，開始是出於抵禦外侮的用兵需要。1879年9月18日，李鴻章在天津成立了電報總局，並在大沽、濟寧、鎮江、蘇州、上海、紫竹林、清江浦等處設立分局，1884年電報總局遷往上海，又架線至浙江、福建、武漢、廣東、廣西。到1885年，沿海、沿江各省都架設了電線，總長度達到一萬數千裡，連廈門、臺灣之間都架設了海底電纜。中法戰爭結束後，李鴻章對於近代化通訊聯繫的進步感嘆不已：“中國自古用兵，未有如此神速者”。1878年3月，在李鴻章主持下，以天津爲中心，在北京、天津、煙臺、牛莊、上海五處，仿效西方做法，試辦郵政，這是中國近代郵政之始。1881年，中國自己修築的第一條鐵路──唐胥鐵路竣工。1885年中法戰爭後，洋務派成立了中國第一個鐵路公司──開平鐵路公司。儘管在修建鐵路的問題上保守勢力的反對最爲激烈，洋務派往往在爭論中寡不敵衆，但是到1895年爲止，全國仍陸續修建了360餘公里的鐵路。
輕工業也在此期間得到大力發展。1880年，左宗棠創辦蘭州織呢局，成爲中國近代紡織工業的鼻祖。同年，李鴻章也派人創辦了上海機器織布局，中國近代紡織業從上海、寧波、鎮江、武昌等地向全國蔓延開來。1882年，廣州開始有了自來水，稍後，武昌、上海也相繼辦起了自來水廠。1887年，兩廣總督張之洞在總督府安裝了第一臺發電機，開始了中國電燈取代油燈的時代。近代化的機器繅絲、軋花、造紙、印刷、製藥、玻璃製造等等，都是在七、八十年代開始建立起來的。在洋務運動的推動下，中國的民用工業得到了迅速發展，由此奠定了中國近代化工業的基礎。
中國自洋務運動開始的近代化運動，歷經三十年，在中日甲午戰爭中遭到重大打擊而告終。雖然中國仍不足以與西方列強抗衡，但中國的近代化，以及它爲了自身安全所作的努力，阻止或延緩了殖民地化的進程，不斷地提高了中國與列強較量的水平與能力。同時，洋務運動也使國人廣開眼界，越來越深刻地認識到改革的必要性。到了甲午戰爭以後，再也沒有人以“洋人以勢力勝，中國以禮義勝”，“所恃者，中國數千年禮義廉恥之維”等等荒唐言論來公開抵制國fang、經濟的近代化了。