1870 年是德國統(tǒng)一和日本自上而下革命鞏固的一年，這一年中國也發(fā)生了一件大事——李鴻章受命出任直隸總督和北洋大臣。此時(shí)的李鴻章比他在同治初年更加敏銳地認(rèn)識到兵工廠和造船廠的成功管理有賴于受過訓(xùn)練的技術(shù)人才。李于1863年設(shè)立的學(xué)?！虾Ｍ酿^（1867年與江南制造局新設(shè)的翻譯館合并，改名“廣方言館”），向40名左右年約十幾歲的學(xué)生教授英文、數(shù)學(xué)和科學(xué)。不過它并未培養(yǎng)出杰出的畢業(yè)生，其結(jié)果和京師同文館一樣令人失望。1864年，李向總理衙門建議，在科舉考試制度中為專攻技術(shù)的人設(shè)置一個(gè)新科。上海和京師同文館當(dāng)時(shí)并未引起士人多大的興趣，這使李鴻章深信，只有作出這種變革，才能夠鼓勵(lì)對“西學(xué)”的追求。

李鴻章支持派送中國青年到美國求學(xué)的建議。他認(rèn)為延長留學(xué)期限，是訓(xùn)練中國人使他們回國后能成為上海和北京學(xué)校的教師或在兵工廠、造船廠工作的最好方法，這個(gè)建議最初由容閎和陳蘭彬提出，曾國藩于1870年10月奏請朝廷考慮。不過，曾僅僅在奏請其他事時(shí)非正式地提到這個(gè)想法，而李鴻章在1870年12月13日一封信中，勸他單擬一份具體的計(jì)劃上奏朝廷。李寫道：“斷不可望事由中發(fā)?！崩钸€建議單擬的章程應(yīng)包括留學(xué)生出國前賞給監(jiān)生身份，回國經(jīng)總理衙門考試后，給予職銜。李后來對于章程允許授予回國學(xué)生官位感到滿意。1871年8月，在函咨總理衙門并得其贊同，尤其得到總署同意20年內(nèi)從江海關(guān)洋稅內(nèi)撥給120萬兩的建議以后，他和曾國藩就此會疏上奏朝廷。根據(jù)廷旨允準(zhǔn)，1872年在上海設(shè)立一個(gè)局挑選學(xué)生出國，第一批30名于是年夏天從上海出發(fā)，隨后3年每年都派出數(shù)目相同的學(xué)生。挑選的少年年齡在11到16歲之間。由一名教習(xí)同行，教導(dǎo)他們中學(xué)課程，不過每個(gè)學(xué)生要在國外15年，最后兩年到各地游歷。由于獲準(zhǔn)的計(jì)劃基于曾、李會疏，因此被認(rèn)為受南洋和北洋大臣的監(jiān)督，負(fù)責(zé)留美事務(wù)的官員要向李鴻章和兩江總督報(bào)告。

李鴻章還于1871年6月對派遣學(xué)生去英國作過簡略的考慮。不過他更感迫切的是要發(fā)現(xiàn)具有立即在兵工廠、造船廠和海關(guān)工作的有管理或技術(shù)能力的熟練員工。李時(shí)常寫信給其他各省同僚，請他們推薦這樣的人才。1874年1月，沈葆楨向他征求派遣福州船政學(xué)堂學(xué)生去英國和法國計(jì)劃的意見時(shí)，李給以熱情的答復(fù)。1874年5月他在北京時(shí)，就此計(jì)劃寫信給總理衙門，并請恭親王予以考慮。李還考慮派遣天津機(jī)器局的中國技術(shù)人員子弟去德國學(xué)習(xí)。在此期間發(fā)生了臺灣危機(jī)，因此直到1876年才采取進(jìn)一步的行動。從1877年至1890年，共有3批35名海軍學(xué)員派送英國，31名來自福州船政學(xué)堂，其他4名來自天津水師學(xué)堂。有些送格林尼茨皇家海軍學(xué)院，有些送烏理治皇家炮術(shù)學(xué)校，其他的人派往英國海軍實(shí)習(xí)。這些學(xué)生歸國后在北洋海軍中居于高級地位，并被委以重任。劉步蟾和林泰曾是其中佼佼者。