九年（1883年）春，李鴻章回合肥葬親。法國侵略越南，中法關係驟然緊張。清政府命李鴻章駐上海，統籌全局。盛宣懷參與機宜。七月，李鴻章回直隸總督署本任，盛宣懷隨同抵天津。李鴻章計劃興辦海軍，盛宣懷繕具條陳，得到讚許。兩廣總督張樹聲奏調盛宣懷赴廣東辦理沙麵案件、閩浙總督何璟、福建巡撫張兆棟奏調盛宣懷赴福建重用，李鴻章上《奏留盛宣懷片》，稱盛宣懷精明穩練，智慮周詳，於交涉重大事件，洞悉症結，是以經辦數事，剛柔得中，不為撓屈，曆著成效。今之熟悉洋務者，往往於吏治、民生易生隔閡，究之洋務與吏治，不應分為兩途，盛宣懷施措鹹宜，經權悉協。李鴻章曾保薦他堪勝關道，兼備使才，如試以通商繁劇之地，曆練數年，當能宏濟艱難，緩急可恃。盛宣懷認為李鴻章是他畢生第一知己，更加感激自勵。五月，李鴻章奏準盛宣懷署理津海關道。海關道任內，盛宣懷挪金州礦款以濟閩、粵電線之急，部議為辦理含混，鋪張失實，科以降級調用處分。左宗棠初入軍機，正奏保盛宣懷才堪大用，乃再請查明妥議。李鴻章、曾國荃奉命複查，為盛宣懷辯解，改為降二級留任。
十一年（1885年）七月，盛宣懷管理電線成績卓著，李鴻章奏請獎勵，以海關道記名簡放。盛宣懷請將招商局運漕水腳照沙寧船一律，並準回空貨船免稅，經李鴻章、曾國荃奏準分別依行。翌年六月，授山東登萊青兵備道，兼東海關監督。
十四年（1888年）七月，駐天津法國領事林椿奉其政府命令，至煙台與盛宣懷談判雲南、廣東邊界與越南北圻接線事件，十月，訂立條約，經李鴻章奏準。十七年（1891年）五月，因倡捐勸賑，賞頭品頂戴。十八年（1892年），調任天津海關道，兼津海關監督，前後到煙台同法國駐天津領事林椿談判滇、粵邊界與越南北圻接線事件，訂立條約；赴上海為招商局與怡和、太古訂立齊價合同；在被焚的上海織布局原址設立華盛總廠，又勸告華商分設大純、裕源、裕晉等紡織廠，李鴻章奏請以盛宣懷為督辦。