李鴻章的先世是許福山，自江西湖口縣遷居於安徽合肥的大興集。幾代之後，傳至許迎溪，因與同莊李心莊為姻親好友，李心莊娶許氏女為妻，但無子，便將妻侄、也就是許迎溪的次子許慎所過繼給李家為嗣，七傳而至李文安。在這之前，李家一直是耕讀之家，從來沒有人做官。李文安就是李鴻章的父親，字玉泉，號愚荃。他一生有六個兒子和兩個女兒。兒子們大都用他的“荃”字取字：長子瀚章，字筱荃，又作小泉；次子鴻章，字少荃；三子鶴章，字季荃；四子蘊章，字和甫；五子鳳章，字稚荃；六子昭慶，字幼荃。大女兒嫁給同縣張紹棠，張家比李家富裕，時常給李家以資助；小女兒嫁給同縣費日啟，字心箴，後來在江蘇幫助李鴻章進行軍事活動。由於李鴻章排行在二，所以後來有“李二先生”之稱。
李氏直到李文安時，還是半耕半讀、“家風寒素”的境況。李文安曾作塾師，授課謀生，兼以求取功名。道光十四年（1834年），中江南鄉試第96名舉人。四年以後進京會試，中了第112名進士。當李文安在京城考中進士的時候，報子來家給報喜。她的夫人還在田裏揮鋤如常，根本不信。文安的高中進士才使這一“力田習武”的家庭變成了本地“望族”。李文安初授戶部主事，成為國家正式官員，這是許氏改為李姓以來第一個做了官的人。李文安多年在刑部為官，兢兢業業，一絲不苟。據說每逢斷案，總是要竭晝夜之力，務必究出案件的實情而後已。為此，常要與人“庭諍麵折”，因而有人稱他為“包公再世”，但他也因為素來倔強，而不為上司所喜歡。後來。他管理過牢獄，也是嚴格按照規定辦事，禁止獄卒虐待囚犯，在獄中為犯人設置所用衣被、藥餌，夏間給席，冬天給粥，並往往親自檢查督促。 李鴻章的母親是一個勤勞的婦女。就是李文安做京官以後，她也仍舊留在合肥家中督耕、織布，教子讀書，“尺布寸縷，拮據經營”。有人勸她不要這樣受窮了，她說：“吾教諸子發憤讀書，皆嶷嶷有立，豈憂貧哉”！為了讓兒子們成才，她願意付出辛苦，忍受清貧。
他母親因出身於勞動家庭，所以沒有纏足，在當時除了滿族婦女以外，漢人官眷都是纏足金蓮，不纏足的反而被人恥笑。後來瀚章、鴻章做了大官，接她去官邸奉養。路上，她坐在綠色白錫頂的八抬大轎裏，兩隻大腳無意中露了出來，瀚章、鴻章在外麵步行隨侍，看見了，忙請她把腳收進轎帷裏去。她不高興地說：“怕啥！你老媽還用得著裝扮嗎？
李鴻章出生於道光三年正月初五日，公曆1823年2月5日。父親的耕讀求知，辦事求實精神，以及母親的淳樸勤勞的品質，對他都有深刻的影響。
道光八年（1828年），李鴻章6歲，開始跟著兄弟和鄉裏其他孩子一起讀書。教師就是自己的父親。書房是一處方塘花樹環繞下的水閣，名為“棣華書屋”，又叫“棣萼書屋”。從這裏可以“西望蜀岫，東近鮑台，北臨淮浦，南俯巢湖”。真是一個山環水抱，風景幽雅，世外桃源一樣的好地方。鴻章與他的兄弟們在這裏，“水閣談經，柳堂論藝，”吮吸著古老的傳統文化。
道光二十年（1840年），李鴻章考中了秀才。
道光二十二年（1842年），李鴻章20歲。他開始感歎自己求取功名的曆程，寫了《二十自述》四首。其中一首是：
蹉跎往事付東流，彈指光陰二十秋；
青眼時達名士賞，赤心聊為故人酬。
胸中自命真千古，世外沉浮隻一漚；
允愧蓬萊仙島客，簪花多在少年頭。
另一首寫道：
丈夫事業正當時，一誤流光悔後遲；
壯誌不消三盡劍，奇才欲試萬言詩。
聞雞不覺先起舞，對鏡方知頰有髭；
昔日兒童今弱冠，浮生碌碌竟何為。
他覺得20年來，自己過的是碌碌無為的生活。 道光二十三年（1843年），他的父親在北京做京官，希望他早日成才，函催他入都參加來年的順天鄉試。他遵命北上。寫作《入都》詩十首。其中一首寫道：
丈夫隻手把吳鉤，意氣高於百尺樓。
一萬年來誰著史，三千裏外欲封侯。
表現了此行躍躍欲試的高昂意氣。在其他幾首詩裏麵，還有不少豪言壯語，例如，“倘無駟馬高車日，誓不重回故裏車。”“即今館閣需才日，是我文章報國年”。科場一博，文章報國是他此行的主要動機。
當然，他也想增廣見聞，訪師結友。他寫道：
悔煞駒光二十春，燕辭入交更圖新；
遍交海內知名士，去訪京師有道人。
他慨歎往年的一事無成，決心離開故鄉追求新知，立誌要結交海內名士，並拜訪京師的有道高人。
過蘆溝橋時，他寫道：
定須捷足隨途驥，那有閑情逐野鷗；
笑指蘆溝橋畔路，有人從此過瀛洲。
回思往事盡成塵，我亦東西南北身；
白下沉酣三度夢，青衫淪落十年人。
窮通有命何須卜，富貴何時乃濟貧；
角逐名聲今已久，依然一幅舊儒巾。
詩內有感慨，有希冀。感慨的是角逐名聲已久，仍然是一名普通的儒生，卻希望如同跨過蘆溝，就如同跨入仙境，可以一舉成名。
他先住在京師安徽會館，後來，移到鐵獅子胡同。不久，他訪到了有道人，這就是他父親的同年進士曾國藩。
曾國藩，字伯涵，號滌生，湖南湘鄉人，是與他父親在戊戌年（1838年）一同中進士的人，互稱年兄年弟。因此，鴻章是以年家子的身分拜見曾國藩的。
這曾國藩在中進士那年，就入了翰林院為庶吉士，三年散館後，授為翰林院檢討，成了清要言官。他原在湖南時本來基礎就好，這時又在京城裏向理學大師唐鑒問學，與倭仁、吳廷棟等人一起研究理學，同時還向桐城派大師姚鼐學習古文。很快就有了名氣。 李鴻章在他的指導下，研究科舉考試所需要的“製藝”。第二年就中了舉人。而後，曾國藩把他介紹給何仲高，作為家庭教師，這就可以半教半讀了。他一邊教何家公子讀書，一邊自己準備參加全國會試。
這時各地在京舉人於九條胡同組織了一個文社，商請曾國藩作會長，規定每人每月交三篇文章，八首詩。鴻章在這個文社裏經常向曾國藩請教詩文，進步很大。曾國藩對他的才華很賞識，而他也在詩詞之外虛心求教經世之學。
道光二十五年（1845年），他參加了一次會試，落了第，但仍覺得收獲很大，在給母親的信中說道：“初次會試，男以詩文受知於曾夫子，因師事之，而朝夕過從，求義理經世之學。曾國藩後來說，他是在這一年知道李鴻章“才可大用”的。
道光二十七年（1847年），李鴻章再次參加會試。這科正考官是潘世恩，副考官是杜受田、朱鳳標和福濟。一出考場，他就給母親寫信說：“男春闈應經試，此番文墨，較上科稍為遂心”。自我感覺不錯。送與其他舉子到通州一遊，返京後，又蒙皇上恩賜一飽禦園北海風光，到了四月發榜時，真的高中二甲第十三名進士。經朝考後，改為庶吉士。走上與曾國藩相同的道路，入館研習。
對於這一次的成功，李鴻章很興奮，興奮的是他的同學考中最多，在家書中說“諸好友均高中，曾夫子門下，可謂盛矣”。曾國藩也很高興，他在這一科的進士中，最看中的是四個人，稱之為“丁未四君子”。這四個人是李鴻章、郭嵩燾、帥逸齋、陳鼐。
三年後，李鴻章成了翰林院編修，又充國史館協修。都是清要詞官。仍舊在曾國藩身邊學習。曾國藩喜讀經史著作，編選一套《經史百家雜抄》。李鴻章就擔當了校正的任務。在曾的影響下，李鴻章在翰林院公餘，也曾根據翰苑典籍寫過一部《通鑒》，既練字，又習史，又明經世之術，受益頗多。可惜此書現已失傳。
李鴻章的書法也得益於曾國藩的教誨。當然，李鴻章是高水平的學生，曾氏對他隻是進行原則指導，告訴他：“其落筆結體，以珠圓玉潤四字為主”；又說“寫字，不熟則不速，不速則不能敏以圖功。”曾國藩還時時告誡他，寫字與人的作風有關，與人的命運有關，都要有始有終，否則，“遲暮之年，難得善果”。李鴻章認真汲取這些道理，不但自己身體力行，而且轉告給自己的兄弟們共同受用。李鴻章的字後來寫得相當好，轉出於曾國藩之上。而且他後來辦事也十分認真，無論多麼困難，從不虎頭蛇尾，半途而廢。 鹹豐二年，曾國藩丁憂回鄉，師生之間的音問暫時稀少了。
“庶吉士”是翰林院的研修生，散了館後，授與的“檢討”，“編修”才是翰林院的正式官員。這些官員可以利用內府的大量典籍研究學問，由翰林院外放，在官場升遷較快。所以翰林院是“讀書養望”的好地方。翰林院的官員還可以對國家大事建言獻策，所以他們是重要的言官。曆來翰林被視為“清要”之職。
自從道光三十年底（1851年l月），太平天國起義於南方，三兩年內打到南京，北方也發生了撚軍大起義。農民們為了反抗封建剝削和封建壓迫，掀起了全國的怒濤。弄得這些封建的知識分子們再也不能平靜地研究學問了。封建知識分子的階級利益與封建統治是根本一致的，對農民起義者抱有本能的敵視。
鹹豐皇帝看到清王朝的正規軍“八旗”、“綠營”都已腐敗，不堪任戰，趕緊調動地主階級自衛身家的積極性。先後任命了43個團練大臣，命令他們回到各地組織地主武裝，鎮壓農民革命。其中，鹹豐三年正月，詔命工部侍郎呂賢基以及周天爵前往安徽會同巡撫蔣文慶一起辦理團練。正月二十五日（3月4日），呂賢基在鹹豐帝麵前保薦李鴻章、邢部員外郎孫家泰、主事朱麟祺、通判徐啟山、給事中袁甲三和知府趙勻隨同幫辦團練。因為他是安徽人，熟悉地方情形。
安徽北部還在鹹豐初年就有撚軍活動了。這時因太平軍北進，互相聲援，更加動蕩不定。
李鴻章在二月回到廬州。這時周天爵署理安徽巡撫，他入了周的幕府。隨著周天爵在穎州、定遠一帶防堵，參與軍事謀劃。他先後聯絡的地方團練除了親弟鶴章的團練以外，還有合肥的張樹聲、張樹珊兄弟與劉銘傳等部。活動於穎州、定遠一帶，防範撚眾的蔓延。
三月初九日（4月16日），李參與周天爵在嘉州和定遠之間的對撚作戰。
五月，占領揚州的太平軍派兵西進攻打運漕鎮、東關一帶。運漕和東關是進入巢湖一帶的重要通道，可以說是廬州的東南門戶。李鴻章奉新任皖撫李嘉端的命令，率千餘練勇在和州裕溪口與太平軍接戰。七月，李鴻章率兵在運漕打了一個勝仗。這是他與太平軍的初次接觸，也是他從軍以來的第一個勝仗。當月二十一日（8月25日）他被賞與六品藍翎。
十月二十九日（11月29日），太平軍胡以晃和曾天養的大軍占領了舒城，呂賢基死難。李鴻章率領他的團練退保合肥。 還在呂賢基死前，曾國藩聽說李鴻章在安徽辦團練，特地給江忠源去了一封信，力薦李鴻章之才可用。他寫道： 呂鶴田（賢基）少司空與國藩契好，想與閣下相得益彰。李少荃編修大有用之才，閣下若有征伐之事，可攜之同往。
他給李鴻章的哥哥瀚章寫信：
令弟少荃，自乙丙之際（道光二十五、六年）仆即知其才可大用。丁未館選後（指道光二十七年鴻章中進士並選為庶吉士），仆以少荃及筠仙（郭鬆嵩）、帥逸齋（帥遠懌）、陳作梅（陳鼐）四人皆偉器，私目為丁未四君子。茲今弟果能戡亂禦侮，有聲當世，竊謂鑒賞之不謬，惜三君子未盡柄用。昨寄岷樵（江忠源）書中，已令其親敬鶴翁、少荃二人。想針芥契合，必能相與有成，保護珂裏也。”
他另外直接給李鴻章寫信，希望能在安徽積極練勇，剔除八旗和綠營的舊營伍習氣。他說：
知吾弟統領練勇，馳驅戎馬，懋勳令望，實用慰仰。今日兵事最堪痛哭者，莫大於敗不相救四字。……秋間仆與岷樵（江忠源）中丞書，道及互弊，以為須盡募新勇，不雜一兵，不濫收一弁，掃除陳跡，特開生麵，赤地新立，庶收寸效。……聞閣下所帶之勇，精悍而有紀律，務望更加訓練，束以戚氏之法，明年楚勇過皖，即與尊麾合為一軍，將士一氣，萬眾一心，一洗向日營伍之陋習，縱不能遽立勳績，亦聊欲稍變氣象，一泄積憤也。岷樵到廬求賢孔殷，足下及鶴翁（指呂賢基）、午翁（指袁甲三）如有所知，幸盡告之。