同治元年（1862），清廷掌握實權的洋務派奕（左訁右斤）、文祥在奏疏中說：
“治國的根本在於自強，根據當前形勢，以練兵最為重要，而練兵又必須先製武器……現在許多人都說英、法諸國完全仗著船堅炮利橫行海外，但是，船為什麼堅，炮為什麼利，則沒有多少人去追根窮源。即使有人留心這事，而洋人又不肯傳授技巧，所以中國人無法知其奧妙……現在江、浙還在同太平軍打仗，我們借口學習製造以攻剿太平軍，可以不露痕跡。這是不可丟失的機會！如果等到太平軍平定之後再去學習製造，那麼，縱然西洋技術人員肯教，他們的政府也會阻撓……應對西洋的各種機械火器，實心實意地鑽研，以收到弄清其奧秘的效果。”
李鴻章同奕（左訁右斤）、文祥等人的想法也是一致的，同治二年，李鴻章給曾國藩寫了一封信，他說：
“薛煥等人老勸我對洋人應當疏遠而不宜接近，我不以為然。我營中每天都有洋人往來，雖然感到麻煩，但是，我了解他們，他們也就不敢要挾我……我曾去過英法提督的兵船，見到他們的大炮精良，子彈細巧，器械漂亮，隊伍嚴整，實在不是中國所能相比的……我深以中國的武器不如外洋為恥辱，所以一再勸誡將士，虛心忍辱，以學到別人的幾種秘密，對我們會有所幫助……駐在上海這麼久，如果學不到洋人一點兒先進技術，以後就後悔莫及了。”
“如果我們的武器和西洋一樣，安定國內有餘，敵外國人也無不足。俄國、日本以往不懂技巧，國家就很弱……現在船炮漸漸能與美法爭雄了。中國的士大夫若也能如此，那麼，百年之後，就可以自立於世界。所以，我請求老師站出來，倡導這件事。”
同治三年（1864），他又給奕（左訁右斤）、文祥寫信，提出了變法的主張：
“我以為天下的事，窮則變，變則通。中國士大夫沉溺於章句小楷的積習，武夫們又多為粗魯不通學問之輩，不留心世務，以至於所學非所用。無事的時候，嗤笑外國器械為奇技淫巧，認為不必學；一有戰爭便驚慌失措，驚歎外國的利器神奇莫測，以為無法學……日本以海外區區小國，尚能及時改轍，知道取法人家的長處，我們中國到了窮極而通的時候了，也當毅然變法了。”
李鴻章大聲疾呼學習外國先進技術以對付外國侵略，固然是為了維護封建統治，但同時，也適應了中華民族反抗列強侵略的需要，是應當肯定的。他抨擊中國的科舉製度，主張變法，是很大膽的。當時，除容閎等少數先進人物之外，洋務派中還沒有人如此明白地提出這個主張。
李鴻章著迷於西方現代科學技術的神奇，他甚至自己也深入開始學習了解西方現代科學技術的種種細節，這讓他與國內其他的那些葉公好龍的口頭派有了本質的區別，讓他真正有了一種開闊開發的世界性視野。
李鴻章曾有一份奏折，詳細介紹蒸汽機運作原理：
“鏇木、打眼、絞鏍旋、鑄彈諸機器，皆綰於汽爐，中盛水而下熾炭，水沸氣滿，開竅由銅喉達入氣筒，筒中絡一鐵柱，隨氣升降俯仰，拔動鐵輪，輪綰皮帶，係繞軸心，彼此連綴，輪轉則帶旋，帶旋則機動，僅資人力以發縱，不靠人力之運動。”
李鴻章積極學習新鮮事物。曾經有這樣的一個段子，是說，一次，李鴻章讓一個留洋學生給他講解“拋物線”原理，留洋學生掉書袋照本宣科，解釋了半天，李鴻章仍是一頭霧水。留洋學生急了，憋出了一句話：“撒尿就是拋物線。”李鴻章笑了，終於是恍然大悟。
但此時的李鴻章，主張向西方學習，隻是從片麵的感性認識出發的。他隻看到了洋人的堅船利炮，主張學西人的軍事技術，至於其他方麵的長處，他還沒有接觸過。所以，他最初所創辦的都是軍火工廠。
但是，人的認識是隨著實踐的發展而不斷加深的。在舉辦軍事工業的過程中，自然遇到了許多問題：要向洋人買鋼鐵、買煤碳、買原料。李鴻章認識到，一旦有戰爭，必然要受外國人製約，而且，既要事事購買，中國大筆的銀錢必然要流入外洋。所以，李鴻章漸漸注意到民用工業的興辦，於是中國出現了第一批近代工礦企業。