年复一年，大宗的煤炭从海上运来，大笔的银钱顺海水流去。同治六年（1867），清政府进口煤炭10万多吨，支付白银百万两之多；次年，进口157000余吨，付出白银150多万两。洋务派伸出一只手与洋人“争利”，进行“商战”，同时又不得不伸出另一只手给洋人送钱。
客观事实给了他们启示，李鸿章慨叹道：“天地之间，大自然赋予的宝藏，乃是百姓日用的来源……中国的金、银、煤、铁各矿远远超过了西洋各国，只因为风气未开，天地间的精华不能开发，财源日益枯竭。而且，每年要拿出大笔钱来向他国购买煤铁，这是一个很大的漏洞。”
他决心开煤矿，以供应轮船、机器以及各地制造局用煤，而且，如果发生战争，也不至于受外国人挟制，避免财源流向外国。他以为，“中国富强的基础，就发端于这里”。他对矿务寄予了很大希望。
同治九年，李鸿章调任直隶总督，他开始关注兴办煤、铁矿的事，并向清廷上疏，呼吁开矿。到了光绪元年，清政府下诏，同意在台湾和磁州（今河北磁县）试办。磁州在直隶、河南交界处，在李鸿章辖区之内，他本可“奉旨”大办。但当时并没有京广铁路，交通极不方便，距海又很远，李鸿章比较犹豫，加上向英国订购的熔铁机器因为不配套，没有成交，所以，磁州煤铁矿没有办起来。
光绪三年，在李鸿章的亲自操持下，中国最早的大型煤矿开平矿务局正式成立运行。
现在司空见惯的铁路、火车，那时几乎不曾有人想到过。
西方资本主义列强为了利于他们的掠夺，曾经在中国试办过两条铁路，但失败了。
第一次是同治四年（1865），美国商人杜兰德为诱使清政府同意他们修建铁路，就在北京宣武门外修了一条一里多长的铁路，以作为“广告”，无非是让人们了解其用场。然而，这条铁路既没有实际效益，又有点儿“骇人听闻”：火车一开，惊得鸡飞狗跳，行人色变，连路边的房屋也颤抖起来。在许多中国人眼里，反而进一步证实了西方的“奇技淫巧”有害无益，于是，清政府令其拆毁。他的“广告”起了反作用，自然失败了。
第二次是光绪二年（1876），英国怡和洋行的商人修建了一条从上海到吴淞的铁路。火车运行之后，遭到了中国朝野上下的一致反对。但是，反对的人出发点却不尽一样：当地民众因为火车轧死了一个人，十分气愤；绅士们认为这个怪物纵横大地，破坏了风水，非常仇视；一些“谈鬼色变”的官员则出于对洋人恐惧，怕各国纷纷仿效，侵入内地。所以，无论官民，反对者几乎异口同声。作为负责外交事务的北洋大臣李鸿章也是严禁这条铁路运行的，但他的看法似乎比当时的人要高出一筹。这一年7月他在给清政府的奏折中说，英国公使威妥玛一再同他交涉，希望中国不要阻止这种“善举”。李鸿章就派出道员朱其昂、盛宣怀赶往上海处理此事，他指示：要同英国人妥为谈判，对铁路“设法操纵”“务必要保中国自主之权”。就是说，他不反对铁路本身，但必须坚持由中国人自己来办。应当说，这是有识之见。经过几个月的谈判，中国花了28万白银买回了这条铁路。中国不是有了自己的铁路了吗？岂知出人意料，当时的两江总督沈葆桢竟于光绪三年（1877）下令拆毁，28万两巨款换回了一堆废铁，堆在南国的潮湿土地上，任凭风雨剥蚀。李鸿章听到这个消息，非常不满，他给人写信时气愤地说：“幼丹（沈葆桢字）以重价买回铁路，目的竟然是要拆毁，不知他是何居心！”李鸿章的想法确实比当时的其他封疆大吏、朝廷重臣高出了许多。
这场“铁路风波”之后，中国大地又沉寂了3年，直到光绪六年（1880），在李鸿章管辖之下的开平煤矿中，中国的第一条铁路才终于问世了。
光绪三年，李鸿章奏准开办开平煤矿。煤矿开办了运输问题自然必须解决。李鸿章就请求清政府批准修筑一条自芦台至唐山之间的铁路。但朝中顽固大臣却大唱反调，而且，那一带又全是满洲人的田产，岂肯让铁路占用。无奈，只好挖了一条小运河。这条运河开始还解决了一点儿问题，随着开平煤矿产量的增加，运输量也就加大，小运河便力不胜任了。尤其是冬春之季，运河水浅，船只航行更加困难，开平的煤只好仍旧靠马车运输。但丘陵地区，山路崎岖，行走十分困难，马车运煤，效率很低。怎么办？现实需要人们在中国这块古老的土地上踩出一条新路。
光绪六年（1880），李鸿章又一次硬着头皮上疏清廷，要求修筑一条铁路，以解决开平煤矿运输问题。清廷掌握实权的洋务派奕（左讠右斤）等人给予了支持，李鸿章的请求得到了批准。唐山至胥各庄之间的一条小铁路开始修建，次年修成，全长11公里。这就是近代中国的第一条铁路。
这条铁路的设计及技术工作由英国工程师金达负责，轨距也按照英国所采用的标准，为4.85英尺，合1.435米。此后，就成为我国铁路轨距的定制。
在修筑胥各庄一唐山铁路的同时，还在胥各庄建了一个修理工厂，这也就成为中国第一个铁路修理厂。
李鸿章还是近代中国通信的奠基人。
对于西方现代科技的通信业，当时的清廷官员的认识，是肤浅而荒唐的。许多人坚决反对，他们所持的理由居然是为大清帝国的风水地脉着想，以为“电报之设，深入地下，横冲直撞，四通八达，地脉既绝……”
李鸿章却自然有开明的认识，他直觉地懂得通信业蕴藏着极高的军事和民用价值，“事体重大，有裨国计民生，故需官为扶持并酌借官帑以助商力之不足”“官督商办”，成为了李鸿章的近代化商业试验模式。
他建议从天津经山东、江苏，跨长江至上海架设电线，以通电话。他还准备设一个电报学堂，请洋教习训练中国学生，由中国自己经营，掌握通信之权。
李鸿章的主张无论从需要看还是从目的看都是可取的。清廷批准了他的奏请，并令他负责，迅速办理。
其实，李鸿章是玩了一个“先斩后奏”的手腕，早在他正式奏请的前一年，他就已经私下着手进行了。他看到福建方面“筹办”了几年，毫无成就，洋人又不断请求，清政府举棋不定，拿不出妥善办法，徒费时光，自己就悄悄地干了起来。自天津的北洋公署到大沽、北塘海口各炮台架设了电线，并建立了电报系统。
以往，洋人在中国的电报都用洋文，需要翻译，既费时间，又不易保密。李鸿章改用中文拍发电报，自订了密码暗号。据他自己说，即使拍发电报的工作人员也不知其内容含义，这还是一项小发明哩。
光绪六年（1880）他的奏请得到了批准，具有了公开活动的“身份证”，于是，李鸿章便大张旗鼓地搞起来，设立了天津电报总局（实际是电信局，包括电话业务），任命盛宣怀为总办。
这一年9月，又在天津开设了电报学堂，招收了学生32名。聘请了丹麦教员，训练学习拍发电报。
同时，还在紫竹林、大沽口、济宁、清江、镇江、苏州、上海等7处设立了电报分局。
架设电线工作自光绪七年（1881）三月开始，到是年十月竣工，用去湘平银17万8千7百余两。数千里路程，用了半年多时间，速度算是比较快的。
在李鸿章主持下，电信事业有所发展。光绪十年（1884）又增设了天津到山海关一段，因基本用于军务，经费由北洋军费中开支。不久，向西伸展到汉口，向南延伸到越南、香港等地。光绪十二（1886）年，东北三省、四川、云南都已接通。光绪十八年（1892）闰六月李鸿章称：“10年中，电线已遍及22省。南至台湾、广西，西到新疆、甘肃，北达黑龙江，无不通电信。”
李鸿章满怀信心地展望着未来。轮船招商局的发展，开平矿务局的成功，使他沾沾自喜，试图沿着这条改良主义的道路，一小步一小步地走下去。
19世纪80年代，李鸿章的洋务活动达到了鼎盛时期。
