麵對列強以戰爭威脅，曾國藩在處理法國與英、俄、美其他國家的問題上，采取了分別處理的方式。天津教案中，也波及了其他幾個國家，包括俄、英、美等國。曾國藩首先自認理虧，提前向這些國家進行賠償，分化了列強的聯合陣線，使法國難以同其他國家串通一氣，對中國采取聯合軍事行動，不致擴大事態。
當時，法國以戰爭威脅，陳蘭彬分析敵我的情況，認為法方力量不足，不可能與我們開戰。王之春在《防海紀略》中論述陳蘭彬與左宗棠的看法。“曾公幕中有廣東陳主事蘭彬者，諳習洋人情事，數言法國巡海兵船不過二十號，到津者隻四五號，計壯兵不上二千外，有駐防越南兵三千人，一時難以調離，其本國之兵去中國尤遠，即能調至須待明年，且法國為布魯所敗，自守不遑，何能與我構釁。又陝督左公宗棠覆總署信言，有法國人德克碑在陝，適遣外洋購炮，德言彼國隻重通商，不重行教，此次激怒我民，曲在領事，或可寓書德克碑，轉白其國主告以彼曲我直之故。左、陳二公言既確鑿有據，維時臣庶一心盡願。如上諭所雲，據理直爭不獨此案易了，並以後傳教與否，亦可由我主持矣。”［清］王之春：《防海紀略》，光緒六年（1880）上洋文藝齋刻本，第33頁。
七月初五（8月1日），李興銳到天津，與陳蘭彬一起協助處理天津教案事宜。他幾乎每天均與陳蘭彬、吳摯甫久談洋務，經常談至深夜。李興銳與陳蘭彬交往甚深，經常談論國事，連交際也一起相約前往。陳蘭彬是廣東人，還介紹李興銳吃廣東菜“鮮魚生”。在天津教案問題上，他們也經常向曾國藩建議。為預防列強對中國的進犯，陳蘭彬、李興銳等人向曾國藩進“籌戰之說”，建議請清將楊嶽斌、彭玉麟、曾國荃、鮑超出山，組織兵力，一旦敵人挑釁，可以對付。李興銳七月十三日（8月9日）日記記述：“夜，與荔秋、摯甫同謁侯相，將進籌戰之說，調楊、彭、曾、鮑諸鳳將出山。侯相辯論敵情，以為各國不可猝滅，諸將不可常恃。且謂夷非匈奴、金、遼比，天下後世必另有一段論斷。將來有能製此敵者，然必內外一心，困心衡慮，未可輕率開釁也。老謀見遠，令人佩服，但目前和議不成，萬一決裂，何以禦之！杞人憂焉！”《李興銳日記》，第27頁。為了使和談順利進行，曾國藩一麵函請李鴻章“萬一事急，……統率所部由秦入燕”《曾國藩全集》奏稿（十二），第6998頁。，一麵令湘軍九千餘人赴滄州“略資防禦”《曾國藩全集》奏稿（十二），第6997頁。。
陳蘭彬的文案工作一點都不輕鬆，整理出來的文書，往往是“行稿一大本”。以審查府縣供詞為例，七月三十日（8月26日）開設發審總局，張翰泉、劉彥山各遞親供。曾國藩要求陳蘭彬、吳摯甫將府縣供詞“不實不盡處逐層駁詰，以昭核實”，李興銳也幫助“參酌”《李興銳日記》，第31頁。。據李興銳記載，八月初十日（9月5日）“同荔秋斟酌府縣供詞”。十一日（9月6日）“幫荔、摯斟酌府縣供詞，四更始寢”。十二日（9月7日）“劉雲生仍來勘供，毛、丁二帥深以改供為不然，其實關係府縣性命，官話殊打不去”。八月十三日（9月8日）一天，李興銳與陳蘭彬“校對府縣供詞五十餘份”《李興銳日記》，第33頁。。直到十四日（9月9日），才“發府縣親供折稟”。可見，處理各種供狀的文書工作，不僅繁重，要加班加點，陳蘭彬等人更認識到，這是人命關天的事情，一點都不能馬虎。
朝廷催促嚴辦凶手，八月二十三日（9月18日）必須結案。李興銳說：“廷旨及總署信，催辦凶甚急。譯署意：又要速，又要實，又要多，又要機密。信筆豪言，何異癡人說夢，更不解其近日憚夷何以至此。”同日，李興銳記載：“夜，同荔秋謁曾侯，和戰不可必，事機本不順，泛論半晌而出。”《李興銳日記》，第33-34頁。他們深深體會到，全力主和真不容易。陳蘭彬與李興銳在天津教案問題的看法是一致的。在文案工作之餘，他們經常一起談至深夜，總想為曾國藩出出主意，而曾國藩也把他倆視為知心朋友，為教案一事，也往往議論到三更。這時候，正是曾國藩最無奈、最不得意的時候，朝廷、總署不斷催促他盡早結案，如何個結法？確實左右為難。正如李興銳所說：“廷旨及總署催促甚緊，侯相大為焦急，此次辦理夷務，無一順手，被謗受氣，不一而足，可發一歎。”《李興銳日記》，第28頁。朝廷內外，議論紛紛，譴責聲音不斷，“此次夷務，眾論咎侯不善處分，君子小人如出一口，全不諒局中苦心，可歎之至”。《李興銳日記》，第28頁。作為局內人的陳、李二人，經常為曾國藩鳴不平，“此次夷務，京外好為清議，不顧大局，不覺怒罵流輩”。《李興銳日記》，第33頁。
二十三日結案之限迫近，“廷旨、總署且有提府縣解交刑部之文”。在這樣的情形下，曾國藩、丁日昌“親自提犯至院署，審問至夜”。與此同時，陳蘭彬、丁樂山、吳摯甫、李興銳四人聯名上書李鴻章，“求救張（翰泉）、劉（彥三）下獄之祻”，“六百裏驛遞保定”。又見曾國藩，“請其自稟以救府縣下獄之舉，允之”《李興銳日記》，第34頁。。二十三日（9月18日），李鴻章“稟報第一批津案，凶犯十五人，並自請嚴議” 《李興銳日記》，第35頁。。曾國藩力保地方官吏的設想沒有實現，隻好讓李興銳為他“彙銀三千兩，交張翰泉、劉彥三下獄之費”。 《李興銳日記》，第35頁。至此，曾國藩辦案就告一段落。以後，就由李鴻章以直隸總督身份，接手辦理教案。
曾國藩因處理天津教案過柔而遭譏議，朝廷中官僚們的輿論一致批評曾國藩，天津地方紳民強烈抵製。在內外壓力之下，曾國藩最終以捕殺愛國群眾，充軍與此案有牽連的地方官吏，賠款與修造教堂的慘痛代價，解決了這宗教案。曾國藩雖違心辦事，但他頭腦清醒，能審時度勢，認清形勢，多管齊下，盡可能減輕喪失國家更多的利權。陳蘭彬在跟隨曾國藩辦案過程中體會到曾氏的辛勞和苦衷，他說：“庚午夏，天津之役，調劑內外，費竭苦心。”《大界曾氏五修族譜》（一），第360頁。
正在此時，兩江總督馬新貽遇刺，朝廷命曾國藩接任兩江總督，李鴻章北調替代曾國藩為直隸總督。曾國藩一再表明，天津教案複雜，難以迅速結案；目病甚重，江南政務繁忙，如若帶病上任，貽誤必多。但諭旨難改，朝廷仍然堅持兩江事務殷繁，職任綦重，而曾國藩“老成宿望”，非他莫屬。他過去曾在兩江工作多年，情形熟悉，雖則帶病工作，有些事可以自行處理，有些事可另選賢能處理。在處理天津教案後，老邁的曾國藩帶著病軀回到江南，陳蘭彬也隨之前往迎接新的使命。