1865年，捻军作乱，威胁京畿，北京朝廷接连发出几道圣谕，要求李鸿章带着机器和技术人员北上，在天津开办机器局。而这位帝国大员心里却另有打算。

这年夏天，在李鸿章的授意下，江海关道丁日昌以六万两白银买下了美商旗记铁厂，包括他们所储存的全部原材料，合并原有的两个洋炮局后，中国第一个大型兵工厂诞生了。李鸿章取名为“江南机器制造总局”。

取名为“江南”，就是为了正名辨物，以绝洋人觊觎。

李鸿章的这番解释后来被引申出更多的含义，比如，这是一个汉族人的企业，那涉及到帝国晚期满汉之间微秒的对峙。

其中一个牵强的证据是，几个月后，李鸿章才在给朝廷的奏折里陈述了开办江南制造总局的办厂理念和过程。事实上，江南局是被清庭“追认”的。在这份奏折里，他承诺厂中机器将仿制一份运到天津。

此后，曾国藩因为平叛捻军不力，调任两江总督，李鸿章升任直隶总督。曾国藩成为江南制造总局的直接主管。在他的努力下，工厂在两年后从虹口搬到了高昌庙。

从现今留存的一些照片和曾国藩的奏折看，高昌庙的新局局门座北朝南而设，正门高悬“江南机器制造局”局名牌匾。东、西、北三面环为高墙，正门两侧以木栅栏围之。进门中央为公务厅，东设文案房、画图房、总库房，迤北为生铁厂、木工厂；北设炮厂、大火器厂、汽锤厂、轮船器机锅炉厂，迤西设公局、翻译房、广方言馆；西为汽机厂，西北为熟铁厂；北为卷枪厂。局门外至黄浦江边是一大片空地，有直道直通码头。直道东为长达99米的泥船坞和造船厂，西为木栈。不几年间，又增设了炮弹厂、水雷厂、炼钢厂，面积拓展到400余亩；还在龙华设立制造分局，在陈家巷设火箭分厂，在松江设火药库。1870年代初，这座富于近代工业气息的兵工厂不仅已经成为黄浦江边引人注目的风景，就是在整个远东也称得上首屈一指。

从此，黎明中响起的机器制造声穿透了帝国南方浓浓的湿雾，向着辽阔的天宇扩散，直至迎来普照青山绿水的明媚的阳光。

此时，被曾国藩派往美国购买的机器的容闳也顺利返回。在容闳带领下，曾国藩兴致勃勃观看这些设备。尽管不如他的学生李鸿章走得更远，曾国藩仍然是那个时代眼光最深远的大臣之一。在容闳的推动下，1871年8月5日，时任两江总督兼南洋通商大臣曾国藩和直隶总督兼北洋通商大臣的李鸿章联名会奏，请求派遣幼童到美国留学。

这项前无古人的留学计划，尽管在第十个年头夭折了，却为中国培养了最初的一大批精通西学的人才。他们中的一些人牺牲在中法、中日的海战中，一些人成为中国铁路、电报、矿山的开山鼻祖，一些人成为李鸿章的幕僚，他们中间出现了中华民国第一任总理。

1870年的春天，林乐知正在给他的学生们示范电报机的使用原理。那些梳着长辫子的学生们满脸惊奇之色。他再次回到广方言馆担任英文老师已经是两年多前的事了。在中国待了数年之后，这位虔诚的基督徒明白不可能硬生生地把耶稣塞给中国人，他决定先从传播西方科技开始，从而吸引中国人学习西方文化，接受这一切都是上帝的安排。在传教和教学之余，他创办了一份周报《教会新报》，宣传基督教，并介绍一些科技知识。这份报纸在1874年改名为《万国公报》，北京官员们的动态，各省督抚的抚辕门抄都成了它报道的对象。北京、上海和一些大城市的官员和士人们是它主要的读者。

这位勤奋的传教士上午在楼下的广方言馆授课，下午在楼上的江南制造总局翻译馆译书。每个星期天的下午，那位神气的江海关道道台大人都要对学生们进行考试。方法是叫学生们将简短的英文照会译成中文。这些照会都是这位道台大人最近一周从美国或英国领事馆收到的。这些照会同时附有一份中文译本，所以这位不懂外文的道台大人，也就能够对照领事馆的文件，检查每个学生的翻译水平。