終於在去年年10月，朝廷正式頒發上諭，同意李鴻章的請求。當月丁日昌就從廣州到上海，投入李鴻章幕中。
去年9月，李鴻章向清政府奏調丁日昌時，評價丁“學識深醇，留心西人秘巧”，希望他能“學習洋人製造各項火器之法”，“來辦製造事宜”。同年秋，丁日昌從廣東抵上海赴任，隨身攜帶了西洋地圖並翻譯鑄炮各書，使洋務派官員郭嵩燾“服膺無已”。丁日昌也不無躊躇滿誌地說：“此不世之遭逢也，吾得行吾誌矣！”
丁日昌接觸西學，始自第二次鴉片戰爭時期。其時，廣東作為主要戰場之一，慘遭英法聯軍蹂躪，與西方世界有更多的接觸。此時丁日昌從家鄉外出為官，多次前抵廣州，並從廣州轉赴任所，對於西學的所見所聞，日益增廣。進入曾國藩幕府後，曾國藩已經在安慶創辦“內軍械所”，丁日昌又受到曾本人及幕中一些初具洋務思想和西方科技知識人物的影響。一向注重“經世致用”的丁日昌從此開始留心西學，試圖從中找到治理大局的竅門。
而早在2年前，丁日昌充當辦理厘務隨員再次赴廣州。他除了奉命派員到香港買洋槍、硼炮、洋硝等物資外，自己也開始學習仿造西洋火器。他在寫給李鴻章的信中就說過：“在粵曾向領事官詢習火器、硼炮製造方法，彼固不吝指授。”經過接觸、學習，丁日昌不久就掌握一些西式槍炮的製造方法，並在廣東募工，先後鑄造大小硼炮三十六尊，炮彈二千餘顆，運赴軍中使用。
丁日昌離粵赴滬前後，已經是一個具有初步洋務思想的官吏。去年秋天，他在廣東給李鴻章寫信，已明確提出“師夷人長技”的主張；到滬任職之後，協助李鴻章籌劃和辦理洋務，接觸的人和事更加廣泛，使其洋務思想日趨成熟。歸納起來，丁日昌的洋務思想是：中國正麵臨外侮，非自強無以自立，而欲自強必須向西方國家學習，必須打破陳規，廣納人才。他清醒地意識到西方國家侵略的野心，而且十分敏銳地看到日本對中國的威脅。同時，他又以日本取法西洋漸至強盛為例，期使國人認識到洋務自強的必要。在實際運作中，他十分強調人才在洋務運動中的作用，認為隻有通過“留心采擇”、“重賞重罰”才能選拔出有為的人才。
丁日昌到上海赴任，先是在淮軍中供職，主要是“監製炮局”。
曾國藩、李鴻章等在大量購買洋槍洋炮裝備湘、淮二軍的同時，也組織人員進行仿製。李鴻章奏調丁日昌的目的也在這裏。他讓丁日昌主持“洋炮局”的工作，此局與李鴻章原有英籍部屬馬格裏和韓殿甲主持的兩所洋炮局合稱“炸彈三局”。但三局生產規模小，設備簡陋，基本上采用手工製作，遠不能達到“師夷長技”的目標。年初，李鴻章向總理衙門遞呈由丁日昌起草的《論製造火器書》，就總理衙門關於淮軍仿製外國槍炮情況的詢問，十分詳細地介紹了三局的生產情況，著力重申學習外國利器的必要和可能。
此書送達總理衙門之後，立即被抄送皇帝，實際上是垂簾聽政的慈禧太後禦覽，從而得到總理衙門的支持。這是清廷內部講求洋兵器和建立機器局的最初醞釀。前些日子，丁日昌又向李鴻章提出，中國要謀求“自強之術”，除了要設立“外洋軍火局”外，還應建設製造夾板火輪船廠，並提出一套可行性建議與實施方案。丁日昌的建議得到李鴻章的讚賞，並轉呈總理衙門，再次獲得支持。
前不久，丁日昌升任蘇淞太道治理上海期間，從俄、英商人手中收回吳淞口炮台地基，禁止外國小輪船進入中國內河，在租界取締賭場，皆是按照中外簽訂的法律條約為武器。在英商私自架設電報線後，丁日昌秘差鄉民將200多根電線杆全部拔掉。英國領事館發來賠償要求時，丁日昌嚴詞回絕：“中外交涉事件，凡載在條約者均可通行；其條約所不載之事，即屬所不準之事”。
李鴻章就想起丁日昌和他說過一席話；每當和洋人交涉事情的時候，都恨不得和他們同歸於盡，這些人，太顢頇、刁橫了呀！