九年（1870年）四月，湖廣總督李鴻章帷幄需才，無錫楊宗濂京卿寫信給盛宣懷，招他入李鴻章幕府。李鴻章本來和盛康即為好友，一見盛宣懷更是深為器賞，派委行營內文案，兼任營務處會辦，像機要秘書一樣隨侍李鴻章左右，磨盾草檄，頃刻千言，同官皆斂手推服。不久，天津教案發生，外國以武力相威脅，清政府調李鴻章率部開往河北備戰。盛宣懷隨行，每日與淮軍大將郭鬆林、周盛傳等討論軍事，曆練日深，聲譽日起。接著即被奏調會辦陝甘後路糧台、淮軍後路營務處。盛宣懷以議敘主事改候選直隸州，其從軍才一年多，即保升知府，升道員，賞花翎二品頂戴。
青少年時期的經曆和在李鴻章幕下的見聞，使盛宣懷認識到，要使國家富強，應發展以先進科學技術引導的近代工商業，亦即當時所稱的洋務企業。鑒於第二次鴉片戰爭以來外國輪船日益增多地航行於沿海和長江內河，攬載客貨，獲利甚豐，中國一些有識之士也想自己辦輪船航運，奪回利權。盛宣懷亦意識到此，遂在同治十一年（1872年）上書李鴻章，建議“由官設局”，“試辦招商”，設立輪船招商局。李鴻章同意他的意見，並讓他籌辦此事。從此，盛宣懷開始了他創辦洋務企業的活動。