光绪元年，台湾事变，王大臣奏筹善后海防六策。鸿章议曰：“历代备边多在西北，其强弱之事，主客之形，皆適相埒，且犹有中外界限。今则东南海疆万馀里，各国通商传教，往来自如。阳讬和好，阴怀吞噬，一国生事，诸国构煽，实为数千年来未有之变局。轮船电报，瞬息千里，军火机器，工力百倍，又为数千年来未有之强敌。而环顾当世，饷力人才，实有未逮，虽欲振奋而莫由。易曰：‘穷则变，变则通。’盖不变通，则战守皆不足恃，而和亦不可久也。近时拘谨之儒，多以交涉洋务为耻，巧者又以引避自便。若非朝廷力开风气，破拘挛之故习，求制胜之实际，天下危局，终不可支；日后乏才，且有甚於今日者。以中国之大，而无自强自立之时，非惟可忧，抑亦可耻。”
鸿章持国事，力排众议。在畿疆三十年，晏然无事。独究讨外国政学、法制、兵备、财用、工商、艺业。闻欧美出一新器，必百方营购以备不虞。尝设广方言馆、机器制造局、轮船招商局；开磁州、开平煤铁矿、漠河金矿；广建铁路、电线及织布局、医学堂；购铁甲兵舰；筑大沽、旅顺、威海船炮台垒；遴武弁送德国学水陆军械技艺；筹通商日本，派员往驻；创设公司船赴英贸易。凡所营造，皆前此所未有也。初，鸿章办海防，政府岁给四百万。其后不能照拨，而户部又奏立限制，不令购船械。鸿章虽屡言，而事权不属，盖终不能竟厥功焉。
三年，晋、豫旱灾，鸿章力筹赈济。时直隶亦患水，永定河居五大河之一，累年漫决，害尤甚。鸿章修复金门徬及南、上、北三灰坝。卢沟桥以下二百馀里，改河筑堤，缓其溜势。别濬大清河、滹沱河、北运河、减河，以资宣泄，自是水患稍纾。
五年，命题穆宗毅皇帝、孝哲毅皇后神主，赏加太子太傅衔。六年，巴西通商，以全权大臣定约。八年，丁母忧，谕俟百日后以大学士署理直隶总督，鸿章累辞，始开缺，仍驻天津督练各军，并署通商大臣。朝鲜内乱，鸿章时在籍，趣赴天津，代督张树声饬提督吴长庆率淮军定其乱，鸿章策定朝鲜善后事宜。九年，复命署总督，累乞终制，不允。
十年，法越构兵，云贵总督岑毓英督师援越。法乃自请讲解，鸿章与法总兵福禄诺议订条款，既竣，而法人伺隙陷越谅山，薄镇南关，兵舰驰入南洋，分扰闽、浙、台湾，边事大棘。北洋口岸，南始炮台，北迄山海关，延袤几三千里，而旅顺口实为首冲。乃檄提督宋庆、水师统领提督丁汝昌守旅顺，副将罗荣光守大沽，提督唐仁廉守北塘，提督曹克忠、总兵叶志超守山海关内外，总兵全祖凯守烟台，首尾联络，海疆屹然。十一年，法大败於谅山。计穷，复寻成。授全权大臣，与法使巴德纳增减前约。事平，下部议叙。是年朝鲜乱党入王宫，戕执政大臣六人。提督吴兆有以兵入护，诛乱党，伤及日本兵。日人要索议统将罪，鸿章严拒之，而允以撤兵寝其事。九月，命会同醇亲王办理海军。
十二年，以全权大臣定法国通商滇粤边界章程。十三年，会订葡萄牙通商约。十四年，海军成船二十八，檄饬海军提督丁汝昌统率全队，周历南北印度各海面，习风涛，练阵技，岁率为常。十五年，太后归政，赏用紫缰。十七年，平热河教匪，议叙。十九年正月，鸿章年七十，两宫赐“寿”。二十年，赏戴三眼花翎，而日朝变起。
初，鸿章筹海防十馀年，练军简器，外人震其名，谓非用师逾十万，不能攻旅顺，取天津、威海。故俄、法之警，皆知有备而退。至是，中兴诸臣及湘淮军名将皆老死，鲜有存者。鸿章深知将士多不可恃，器械缺乏不应用，方设谋解纷难，而国人以为北洋海军信可恃，争起言战，廷议遂锐意用兵。初败於牙山，继败於平壤，日本乘胜内侵，连陷九连、凤凰诸城，大连、旅顺相继失。复据威海卫、刘公岛，夺我兵舰，海军覆丧殆尽。於是议者交咎鸿章，褫其职，以王文韶代督直隶，命鸿章往日本议和。二十一年二月，抵马关，与日本全权大臣伊藤博文、陆奥宗光议，多要挟。鸿章遇刺伤面，创甚，而言论自若，气不少衰。日皇遣使慰问谢罪，卒以此结约解兵。会订条款十二，割台湾畀之，日本悉交还侵地。七月，回京，入阁办事。
十二月，俄皇加冕，充专使致贺，兼聘德、法、英、美诸国。二十二年正月，陛辞，上念垂老远行，命其子经方、经述侍行。外人夙仰鸿章威望，所至礼遇逾等，至称为东方毕士马克。与俄议新约，由俄使经总署订定，世传“中俄密约”。七阅月，回京复命。两宫召见，慰劳有加，命直总理各国事务衙门。